MUON/AliMUONTrackParam.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //-----------------------------------------------------------------------------
  19 // Class AliMUONTrackParam
  20 //-------------------------
  21 // Track parameters in ALICE dimuon spectrometer
  22 //-----------------------------------------------------------------------------
  23
  24 #include "AliMUONTrackParam.h"
  25 #include "AliMUONVCluster.h"
  26
  27 #include "AliLog.h"
  28
  29 #include <TMath.h>
  30
  31 #include <Riostream.h>
  32
  33 /// \cond CLASSIMP
  34 ClassImp(AliMUONTrackParam) // Class implementation in ROOT context
  35 /// \endcond
  36
  37   //_________________________________________________________________________
  38 AliMUONTrackParam::AliMUONTrackParam()
  39   : TObject(),
  40     fZ(0.),
  41     fParameters(5,1),
  42     fCovariances(0x0),
  43     fPropagator(0x0),
  44     fExtrapParameters(0x0),
  45     fExtrapCovariances(0x0),
  46     fSmoothParameters(0x0),
  47     fSmoothCovariances(0x0),
  48     fClusterPtr(0x0),
  49     fOwnCluster(kFALSE),
  50     fRemovable(kFALSE),
  51     fTrackChi2(0.),
  52     fLocalChi2(0.)
  53 {
  54   /// Constructor
  55 }
  56
  57   //_________________________________________________________________________
  58 AliMUONTrackParam::AliMUONTrackParam(const AliMUONTrackParam& theMUONTrackParam)
  59   : TObject(theMUONTrackParam),
  60     fZ(theMUONTrackParam.fZ),
  61     fParameters(theMUONTrackParam.fParameters),
  62     fCovariances(0x0),
  63     fPropagator(0x0),
  64     fExtrapParameters(0x0),
  65     fExtrapCovariances(0x0),
  66     fSmoothParameters(0x0),
  67     fSmoothCovariances(0x0),
  68     fClusterPtr(0x0),
  69     fOwnCluster(theMUONTrackParam.fOwnCluster),
  70     fRemovable(theMUONTrackParam.fRemovable),
  71     fTrackChi2(theMUONTrackParam.fTrackChi2),
  72     fLocalChi2(theMUONTrackParam.fLocalChi2)
  73 {
  74   /// Copy constructor
  75   if (theMUONTrackParam.fCovariances) fCovariances = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fCovariances));
  76   if (theMUONTrackParam.fPropagator) fPropagator = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fPropagator));
  77   if (theMUONTrackParam.fExtrapParameters) fExtrapParameters = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fExtrapParameters));
  78   if (theMUONTrackParam.fExtrapCovariances) fExtrapCovariances = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fExtrapCovariances));
  79   if (theMUONTrackParam.fSmoothParameters) fSmoothParameters = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fSmoothParameters));
  80   if (theMUONTrackParam.fSmoothCovariances) fSmoothCovariances = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fSmoothCovariances));
  81
  82   if(fOwnCluster) fClusterPtr = static_cast<AliMUONVCluster*>(theMUONTrackParam.fClusterPtr->Clone());
  83   else fClusterPtr = theMUONTrackParam.fClusterPtr;
  84 }
  85
  86   //_________________________________________________________________________
  87 AliMUONTrackParam& AliMUONTrackParam::operator=(const AliMUONTrackParam& theMUONTrackParam)
  88 {
  89   /// Asignment operator
  90   if (this == &theMUONTrackParam)
  91     return *this;
  92
  93   // base class assignement
  94   TObject::operator=(theMUONTrackParam);
  95
  96   fZ = theMUONTrackParam.fZ;
  97
  98   fParameters = theMUONTrackParam.fParameters;
  99
 100   if (theMUONTrackParam.fCovariances) {
 101     if (fCovariances) *fCovariances = *(theMUONTrackParam.fCovariances);
 102     else fCovariances = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fCovariances));
 103   } else {
 104     delete fCovariances;
 105     fCovariances = 0x0;
 106   }
 107
 108   if (theMUONTrackParam.fPropagator) {
 109     if (fPropagator) *fPropagator = *(theMUONTrackParam.fPropagator);
 110     else fPropagator = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fPropagator));
 111   } else {
 112     delete fPropagator;
 113     fPropagator = 0x0;
 114   }
 115
 116   if (theMUONTrackParam.fExtrapParameters) {
 117     if (fExtrapParameters) *fExtrapParameters = *(theMUONTrackParam.fExtrapParameters);
 118     else fExtrapParameters = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fExtrapParameters));
 119   } else {
 120     delete fExtrapParameters;
 121     fExtrapParameters = 0x0;
 122   }
 123
 124   if (theMUONTrackParam.fExtrapCovariances) {
 125     if (fExtrapCovariances) *fExtrapCovariances = *(theMUONTrackParam.fExtrapCovariances);
 126     else fExtrapCovariances = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fExtrapCovariances));
 127   } else {
 128     delete fExtrapCovariances;
 129     fExtrapCovariances = 0x0;
 130   }
 131
 132   if (theMUONTrackParam.fSmoothParameters) {
 133     if (fSmoothParameters) *fSmoothParameters = *(theMUONTrackParam.fSmoothParameters);
 134     else fSmoothParameters = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fSmoothParameters));
 135   } else {
 136     delete fSmoothParameters;
 137     fSmoothParameters = 0x0;
 138   }
 139
 140   if (theMUONTrackParam.fSmoothCovariances) {
 141     if (fSmoothCovariances) *fSmoothCovariances = *(theMUONTrackParam.fSmoothCovariances);
 142     else fSmoothCovariances = new TMatrixD(*(theMUONTrackParam.fSmoothCovariances));
 143   } else {
 144     delete fSmoothCovariances;
 145     fSmoothCovariances = 0x0;
 146   }
 147
 148   if (fOwnCluster) delete fClusterPtr;
 149   fOwnCluster = theMUONTrackParam.fOwnCluster;
 150   if(fOwnCluster) fClusterPtr = static_cast<AliMUONVCluster*>(theMUONTrackParam.fClusterPtr->Clone());
 151   else fClusterPtr = theMUONTrackParam.fClusterPtr;
 152
 153   fRemovable = theMUONTrackParam.fRemovable;
 154
 155   fTrackChi2 = theMUONTrackParam.fTrackChi2;
 156   fLocalChi2 = theMUONTrackParam.fLocalChi2;
 157
 158   return *this;
 159 }
 160
 161   //__________________________________________________________________________
 162 AliMUONTrackParam::~AliMUONTrackParam()
 163 {
 164 /// Destructor
 165   DeleteCovariances();
 166   delete fPropagator;
 167   delete fExtrapParameters;
 168   delete fExtrapCovariances;
 169   delete fSmoothParameters;
 170   delete fSmoothCovariances;
 171   if(fOwnCluster) delete fClusterPtr;
 172 }
 173
 174   //__________________________________________________________________________
 175 void
 176 AliMUONTrackParam::Clear(Option_t* /*opt*/)
 177 {
 178   /// clear memory
 179   DeleteCovariances();
 180   delete fPropagator; fPropagator = 0x0;
 181   delete fExtrapParameters; fExtrapParameters = 0x0;
 182   delete fExtrapCovariances; fExtrapCovariances = 0x0;
 183   delete fSmoothParameters; fSmoothParameters = 0x0;
 184   delete fSmoothCovariances; fSmoothCovariances = 0x0;
 185   if(fOwnCluster) {
 186     delete fClusterPtr; fClusterPtr = 0x0;
 187   }
 188 }
 189
 190   //__________________________________________________________________________
 191 Double_t AliMUONTrackParam::Px() const
 192 {
 193   /// return p_x from track parameters
 194   Double_t pZ;
 195   if (TMath::Abs(fParameters(4,0)) > 0) {
 196     Double_t pYZ = (TMath::Abs(fParameters(4,0)) > 0) ? TMath::Abs(1.0 / fParameters(4,0)) : FLT_MAX;
 197     pZ = - pYZ / (TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0)));  // spectro. (z<0)
 198   } else {
 199     pZ = - FLT_MAX / TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0) + fParameters(1,0) * fParameters(1,0));
 200   }
 201   return pZ * fParameters(1,0);
 202 }
 203
 204   //__________________________________________________________________________
 205 Double_t AliMUONTrackParam::Py() const
 206 {
 207   /// return p_y from track parameters
 208   Double_t pZ;
 209   if (TMath::Abs(fParameters(4,0)) > 0) {
 210     Double_t pYZ = (TMath::Abs(fParameters(4,0)) > 0) ? TMath::Abs(1.0 / fParameters(4,0)) : FLT_MAX;
 211     pZ = - pYZ / (TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0)));  // spectro. (z<0)
 212   } else {
 213     pZ = - FLT_MAX / TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0) + fParameters(1,0) * fParameters(1,0));
 214   }
 215   return pZ * fParameters(3,0);
 216 }
 217
 218   //__________________________________________________________________________
 219 Double_t AliMUONTrackParam::Pz() const
 220 {
 221   /// return p_z from track parameters
 222   if (TMath::Abs(fParameters(4,0)) > 0) {
 223     Double_t pYZ = TMath::Abs(1.0 / fParameters(4,0));
 224     return - pYZ / (TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0)));  // spectro. (z<0)
 225   } else return - FLT_MAX / TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0) + fParameters(1,0) * fParameters(1,0));
 226 }
 227
 228   //__________________________________________________________________________
 229 Double_t AliMUONTrackParam::P() const
 230 {
 231   /// return p from track parameters
 232   if (TMath::Abs(fParameters(4,0)) > 0) {
 233     Double_t pYZ = TMath::Abs(1.0 / fParameters(4,0));
 234     Double_t pZ = - pYZ / (TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0)));  // spectro. (z<0)
 235     return - pZ * TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0) + fParameters(1,0) * fParameters(1,0));
 236   } else return FLT_MAX;
 237 }
 238
 239   //__________________________________________________________________________
 240 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetCovariances() const
 241 {
 242   /// Return the covariance matrix (create it before if needed)
 243   if (!fCovariances) {
 244     fCovariances = new TMatrixD(5,5);
 245     fCovariances->Zero();
 246   }
 247   return *fCovariances;
 248 }
 249
 250   //__________________________________________________________________________
 251 void AliMUONTrackParam::SetCovariances(const TMatrixD& covariances)
 252 {
 253   /// Set the covariance matrix
 254   if (fCovariances) *fCovariances = covariances;
 255   else fCovariances = new TMatrixD(covariances);
 256 }
 257
 258   //__________________________________________________________________________
 259 void AliMUONTrackParam::SetCovariances(const Double_t matrix[5][5])
 260 {
 261   /// Set the covariance matrix
 262   if (fCovariances) fCovariances->SetMatrixArray(&(matrix[0][0]));
 263   else fCovariances = new TMatrixD(5,5,&(matrix[0][0]));
 264 }
 265
 266   //__________________________________________________________________________
 267 void AliMUONTrackParam::SetVariances(const Double_t matrix[5][5])
 268 {
 269   /// Set the diagonal terms of the covariance matrix (variances)
 270   if (!fCovariances) fCovariances = new TMatrixD(5,5);
 271   fCovariances->Zero();
 272   for (Int_t i=0; i<5; i++) (*fCovariances)(i,i) = matrix[i][i];
 273 }
 274
 275   //__________________________________________________________________________
 276 void AliMUONTrackParam::DeleteCovariances()
 277 {
 278   /// Delete the covariance matrix
 279   delete fCovariances;
 280   fCovariances = 0x0;
 281 }
 282
 283   //__________________________________________________________________________
 284 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetPropagator() const
 285 {
 286   /// Return the propagator (create it before if needed)
 287   if (!fPropagator) {
 288     fPropagator = new TMatrixD(5,5);
 289     fPropagator->UnitMatrix();
 290   }
 291   return *fPropagator;
 292 }
 293
 294   //__________________________________________________________________________
 295 void AliMUONTrackParam::ResetPropagator()
 296 {
 297   /// Reset the propagator
 298   if (fPropagator) fPropagator->UnitMatrix();
 299 }
 300
 301   //__________________________________________________________________________
 302 void AliMUONTrackParam::UpdatePropagator(const TMatrixD& propagator)
 303 {
 304   /// Update the propagator
 305   if (fPropagator) *fPropagator = TMatrixD(propagator,TMatrixD::kMult,*fPropagator);
 306   else fPropagator = new TMatrixD(propagator);
 307 }
 308
 309   //__________________________________________________________________________
 310 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetExtrapParameters() const
 311 {
 312   /// Return extrapolated parameters (create it before if needed)
 313   if (!fExtrapParameters) {
 314     fExtrapParameters = new TMatrixD(5,1);
 315     fExtrapParameters->Zero();
 316   }
 317   return *fExtrapParameters;
 318   }
 319
 320   //__________________________________________________________________________
 321 void AliMUONTrackParam::SetExtrapParameters(const TMatrixD& extrapParameters)
 322 {
 323   /// Set extrapolated parameters
 324   if (fExtrapParameters) *fExtrapParameters = extrapParameters;
 325   else fExtrapParameters = new TMatrixD(extrapParameters);
 326 }
 327
 328   //__________________________________________________________________________
 329 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetExtrapCovariances() const
 330 {
 331   /// Return the extrapolated covariance matrix (create it before if needed)
 332   if (!fExtrapCovariances) {
 333     fExtrapCovariances = new TMatrixD(5,5);
 334     fExtrapCovariances->Zero();
 335   }
 336   return *fExtrapCovariances;
 337   }
 338
 339   //__________________________________________________________________________
 340 void AliMUONTrackParam::SetExtrapCovariances(const TMatrixD& extrapCovariances)
 341 {
 342   /// Set the extrapolated covariance matrix
 343   if (fExtrapCovariances) *fExtrapCovariances = extrapCovariances;
 344   else fExtrapCovariances = new TMatrixD(extrapCovariances);
 345 }
 346
 347   //__________________________________________________________________________
 348 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetSmoothParameters() const
 349 {
 350   /// Return the smoothed parameters (create it before if needed)
 351   if (!fSmoothParameters) {
 352     fSmoothParameters = new TMatrixD(5,1);
 353     fSmoothParameters->Zero();
 354   }
 355   return *fSmoothParameters;
 356   }
 357
 358   //__________________________________________________________________________
 359 void AliMUONTrackParam::SetSmoothParameters(const TMatrixD& smoothParameters)
 360 {
 361   /// Set the smoothed parameters
 362   if (fSmoothParameters) *fSmoothParameters = smoothParameters;
 363   else fSmoothParameters = new TMatrixD(smoothParameters);
 364 }
 365
 366   //__________________________________________________________________________
 367 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetSmoothCovariances() const
 368 {
 369   /// Return the smoothed covariance matrix (create it before if needed)
 370   if (!fSmoothCovariances) {
 371     fSmoothCovariances = new TMatrixD(5,5);
 372     fSmoothCovariances->Zero();
 373   }
 374   return *fSmoothCovariances;
 375   }
 376
 377   //__________________________________________________________________________
 378 void AliMUONTrackParam::SetSmoothCovariances(const TMatrixD& smoothCovariances)
 379 {
 380   /// Set the smoothed covariance matrix
 381   if (fSmoothCovariances) *fSmoothCovariances = smoothCovariances;
 382   else fSmoothCovariances = new TMatrixD(smoothCovariances);
 383 }
 384
 385 //__________________________________________________________________________
 386 void AliMUONTrackParam::SetClusterPtr(AliMUONVCluster* cluster, Bool_t owner)
 387 {
 388   /// set pointeur to associated cluster
 389   if (fOwnCluster) delete fClusterPtr;
 390   fClusterPtr = cluster;
 391   fOwnCluster = owner;
 392 }
 393
 394   //__________________________________________________________________________
 395 Int_t AliMUONTrackParam::Compare(const TObject* trackParam) const
 396 {
 397   /// "Compare" function to sort with decreasing Z (spectro. muon Z <0).
 398   /// Returns 1 (0, -1) if the current Z
 399   /// is smaller than (equal to, larger than) Z of trackParam
 400   if (fZ < ((AliMUONTrackParam*)trackParam)->GetZ()) return(1);
 401   else if (fZ == ((AliMUONTrackParam*)trackParam)->GetZ()) return(0);
 402   else return(-1);
 403 }
 404
 405   //__________________________________________________________________________
 406 Bool_t AliMUONTrackParam::CompatibleTrackParam(const AliMUONTrackParam &trackParam, Double_t sigma2Cut, Double_t &chi2) const
 407 {
 408   /// Return kTRUE if the two set of track parameters are compatible within sigma2Cut
 409   /// Set chi2 to the compatible chi2 value
 410   /// Note that parameter covariances must exist for at least one set of parameters
 411   /// Note also that if parameters are not given at the same Z, results will be meaningless
 412
 413   // reset chi2 value
 414   chi2 = 0.;
 415
 416   // ckeck covariance matrices
 417   if (!fCovariances && !trackParam.fCovariances) {
 418     AliError("Covariance matrix must exist for at least one set of parameters");
 419     return kFALSE;
 420   }
 421
 422   Double_t maxChi2 = 5. * sigma2Cut * sigma2Cut; // 5 degrees of freedom
 423
 424   // check Z parameters
 425   if (fZ != trackParam.fZ)
 426     AliWarning(Form("Parameters are given at different Z position (%le : %le): results are meaningless", fZ, trackParam.fZ));
 427
 428   // compute the parameter residuals
 429   TMatrixD deltaParam(fParameters, TMatrixD::kMinus, trackParam.fParameters);
 430
 431   // build the error matrix
 432   TMatrixD weight(5,5);
 433   if (fCovariances) weight += *fCovariances;
 434   if (trackParam.fCovariances) weight += *(trackParam.fCovariances);
 435
 436   // invert the error matrix to get the parameter weights if possible
 437   if (weight.Determinant() == 0) {
 438     AliError("Cannot compute the compatibility chi2");
 439     return kFALSE;
 440   }
 441   weight.Invert();
 442
 443   // compute the compatibility chi2
 444   TMatrixD tmp(deltaParam, TMatrixD::kTransposeMult, weight);
 445   TMatrixD mChi2(tmp, TMatrixD::kMult, deltaParam);
 446
 447   // set chi2 value
 448   chi2 = mChi2(0,0);
 449
 450   // check compatibility
 451   if (chi2 > maxChi2) return kFALSE;
 452
 453   return kTRUE;
 454 }
 455
 456   //__________________________________________________________________________
 457 void AliMUONTrackParam::Print(Option_t* opt) const
 458 {
 459   /// Printing TrackParam information
 460   /// "full" option for printing all the information about the TrackParam
 461   TString sopt(opt);
 462   sopt.ToUpper();
 463
 464   if ( sopt.Contains("FULL") ) {
 465     cout << "<AliMUONTrackParam> Bending P=" << setw(5) << setprecision(3)  << 1./fParameters(4,0) <<
 466       ", NonBendSlope=" << setw(5) << setprecision(3)  << fParameters(1,0)*180./TMath::Pi() <<
 467       ", BendSlope=" << setw(5) << setprecision(3)     << fParameters(3,0)*180./TMath::Pi()  <<
 468       ", (x,y,z)_IP=(" <<  setw(5) << setprecision(3) << fParameters(0,0) <<
 469       "," <<  setw(5) << setprecision(3) << fParameters(2,0) <<
 470       "," <<  setw(5) << setprecision(3) << fZ <<
 471       ") cm, (px,py,pz)=(" << setw(5) << setprecision(3) << Px() <<
 472       "," << setw(5) << setprecision(3) << Py() <<
 473       "," << setw(5) << setprecision(3) << Pz() << ") GeV/c" << endl;
 474   }
 475   else {
 476     cout << "<AliMUONTrackParam>"  << endl;
 477   }
 478
 479 }