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.              *
   6  *                                                                        *
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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 pYZ, pZ, pX;
 195   pYZ = 0;
 196   if (  TMath::Abs(fParameters(4,0)) > 0 )
 197     pYZ = TMath::Abs(1.0 / fParameters(4,0));
 198   pZ = -pYZ / (TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0)));  // spectro. (z<0)
 199   pX = pZ * fParameters(1,0);
 200   return pX;
 201 }
 202
 203   //__________________________________________________________________________
 204 Double_t AliMUONTrackParam::Py() const
 205 {
 206   /// return p_y from track parameters
 207   Double_t pYZ, pZ, pY;
 208   pYZ = 0;
 209   if (  TMath::Abs(fParameters(4,0)) > 0 )
 210     pYZ = TMath::Abs(1.0 / fParameters(4,0));
 211   pZ = -pYZ / (TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0)));  // spectro. (z<0)
 212   pY = pZ * fParameters(3,0);
 213   return pY;
 214 }
 215
 216   //__________________________________________________________________________
 217 Double_t AliMUONTrackParam::Pz() const
 218 {
 219   /// return p_z from track parameters
 220   Double_t pYZ, pZ;
 221   pYZ = 0;
 222   if (  TMath::Abs(fParameters(4,0)) > 0 )
 223     pYZ = TMath::Abs(1.0 / fParameters(4,0));
 224   pZ = -pYZ / (TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0)));  // spectro. (z<0)
 225   return pZ;
 226 }
 227
 228   //__________________________________________________________________________
 229 Double_t AliMUONTrackParam::P() const
 230 {
 231   /// return p from track parameters
 232   Double_t  pYZ, pZ, p;
 233   pYZ = 0;
 234   if (  TMath::Abs(fParameters(4,0)) > 0 )
 235     pYZ = TMath::Abs(1.0 / fParameters(4,0));
 236   pZ = -pYZ / (TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0)));  // spectro. (z<0)
 237   p = TMath::Abs(pZ) *
 238     TMath::Sqrt(1.0 + fParameters(3,0) * fParameters(3,0) + fParameters(1,0) * fParameters(1,0));
 239   return p;
 240
 241 }
 242
 243   //__________________________________________________________________________
 244 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetCovariances() const
 245 {
 246   /// Return the covariance matrix (create it before if needed)
 247   if (!fCovariances) {
 248     fCovariances = new TMatrixD(5,5);
 249     fCovariances->Zero();
 250   }
 251   return *fCovariances;
 252 }
 253
 254   //__________________________________________________________________________
 255 void AliMUONTrackParam::SetCovariances(const TMatrixD& covariances)
 256 {
 257   /// Set the covariance matrix
 258   if (fCovariances) *fCovariances = covariances;
 259   else fCovariances = new TMatrixD(covariances);
 260 }
 261
 262   //__________________________________________________________________________
 263 void AliMUONTrackParam::SetCovariances(const Double_t matrix[5][5])
 264 {
 265   /// Set the covariance matrix
 266   if (fCovariances) fCovariances->SetMatrixArray(&(matrix[0][0]));
 267   else fCovariances = new TMatrixD(5,5,&(matrix[0][0]));
 268 }
 269
 270   //__________________________________________________________________________
 271 void AliMUONTrackParam::SetVariances(const Double_t matrix[5][5])
 272 {
 273   /// Set the diagonal terms of the covariance matrix (variances)
 274   if (!fCovariances) fCovariances = new TMatrixD(5,5);
 275   fCovariances->Zero();
 276   for (Int_t i=0; i<5; i++) (*fCovariances)(i,i) = matrix[i][i];
 277 }
 278
 279   //__________________________________________________________________________
 280 void AliMUONTrackParam::DeleteCovariances()
 281 {
 282   /// Delete the covariance matrix
 283   delete fCovariances;
 284   fCovariances = 0x0;
 285 }
 286
 287   //__________________________________________________________________________
 288 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetPropagator() const
 289 {
 290   /// Return the propagator (create it before if needed)
 291   if (!fPropagator) {
 292     fPropagator = new TMatrixD(5,5);
 293     fPropagator->UnitMatrix();
 294   }
 295   return *fPropagator;
 296 }
 297
 298   //__________________________________________________________________________
 299 void AliMUONTrackParam::ResetPropagator()
 300 {
 301   /// Reset the propagator
 302   if (fPropagator) fPropagator->UnitMatrix();
 303 }
 304
 305   //__________________________________________________________________________
 306 void AliMUONTrackParam::UpdatePropagator(const TMatrixD& propagator)
 307 {
 308   /// Update the propagator
 309   if (fPropagator) *fPropagator = TMatrixD(propagator,TMatrixD::kMult,*fPropagator);
 310   else fPropagator = new TMatrixD(propagator);
 311 }
 312
 313   //__________________________________________________________________________
 314 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetExtrapParameters() const
 315 {
 316   /// Return extrapolated parameters (create it before if needed)
 317   if (!fExtrapParameters) {
 318     fExtrapParameters = new TMatrixD(5,1);
 319     fExtrapParameters->Zero();
 320   }
 321   return *fExtrapParameters;
 322   }
 323
 324   //__________________________________________________________________________
 325 void AliMUONTrackParam::SetExtrapParameters(const TMatrixD& extrapParameters)
 326 {
 327   /// Set extrapolated parameters
 328   if (fExtrapParameters) *fExtrapParameters = extrapParameters;
 329   else fExtrapParameters = new TMatrixD(extrapParameters);
 330 }
 331
 332   //__________________________________________________________________________
 333 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetExtrapCovariances() const
 334 {
 335   /// Return the extrapolated covariance matrix (create it before if needed)
 336   if (!fExtrapCovariances) {
 337     fExtrapCovariances = new TMatrixD(5,5);
 338     fExtrapCovariances->Zero();
 339   }
 340   return *fExtrapCovariances;
 341   }
 342
 343   //__________________________________________________________________________
 344 void AliMUONTrackParam::SetExtrapCovariances(const TMatrixD& extrapCovariances)
 345 {
 346   /// Set the extrapolated covariance matrix
 347   if (fExtrapCovariances) *fExtrapCovariances = extrapCovariances;
 348   else fExtrapCovariances = new TMatrixD(extrapCovariances);
 349 }
 350
 351   //__________________________________________________________________________
 352 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetSmoothParameters() const
 353 {
 354   /// Return the smoothed parameters (create it before if needed)
 355   if (!fSmoothParameters) {
 356     fSmoothParameters = new TMatrixD(5,1);
 357     fSmoothParameters->Zero();
 358   }
 359   return *fSmoothParameters;
 360   }
 361
 362   //__________________________________________________________________________
 363 void AliMUONTrackParam::SetSmoothParameters(const TMatrixD& smoothParameters)
 364 {
 365   /// Set the smoothed parameters
 366   if (fSmoothParameters) *fSmoothParameters = smoothParameters;
 367   else fSmoothParameters = new TMatrixD(smoothParameters);
 368 }
 369
 370   //__________________________________________________________________________
 371 const TMatrixD& AliMUONTrackParam::GetSmoothCovariances() const
 372 {
 373   /// Return the smoothed covariance matrix (create it before if needed)
 374   if (!fSmoothCovariances) {
 375     fSmoothCovariances = new TMatrixD(5,5);
 376     fSmoothCovariances->Zero();
 377   }
 378   return *fSmoothCovariances;
 379   }
 380
 381   //__________________________________________________________________________
 382 void AliMUONTrackParam::SetSmoothCovariances(const TMatrixD& smoothCovariances)
 383 {
 384   /// Set the smoothed covariance matrix
 385   if (fSmoothCovariances) *fSmoothCovariances = smoothCovariances;
 386   else fSmoothCovariances = new TMatrixD(smoothCovariances);
 387 }
 388
 389 //__________________________________________________________________________
 390 void AliMUONTrackParam::SetClusterPtr(AliMUONVCluster* cluster, Bool_t owner)
 391 {
 392   /// set pointeur to associated cluster
 393   if (fOwnCluster) delete fClusterPtr;
 394   fClusterPtr = cluster;
 395   fOwnCluster = owner;
 396 }
 397
 398   //__________________________________________________________________________
 399 Int_t AliMUONTrackParam::Compare(const TObject* trackParam) const
 400 {
 401   /// "Compare" function to sort with decreasing Z (spectro. muon Z <0).
 402   /// Returns 1 (0, -1) if the current Z
 403   /// is smaller than (equal to, larger than) Z of trackParam
 404   if (fZ < ((AliMUONTrackParam*)trackParam)->GetZ()) return(1);
 405   else if (fZ == ((AliMUONTrackParam*)trackParam)->GetZ()) return(0);
 406   else return(-1);
 407 }
 408
 409   //__________________________________________________________________________
 410 Bool_t AliMUONTrackParam::CompatibleTrackParam(const AliMUONTrackParam &trackParam, Double_t sigma2Cut, Double_t &chi2) const
 411 {
 412   /// Return kTRUE if the two set of track parameters are compatible within sigma2Cut
 413   /// Set chi2 to the compatible chi2 value
 414   /// Note that parameter covariances must exist for at least one set of parameters
 415   /// Note also that if parameters are not given at the same Z, results will be meaningless
 416
 417   // reset chi2 value
 418   chi2 = 0.;
 419
 420   // ckeck covariance matrices
 421   if (!fCovariances && !trackParam.fCovariances) {
 422     AliError("Covariance matrix must exist for at least one set of parameters");
 423     return kFALSE;
 424   }
 425
 426   Double_t maxChi2 = 5. * sigma2Cut * sigma2Cut; // 5 degrees of freedom
 427
 428   // check Z parameters
 429   if (fZ != trackParam.fZ)
 430     AliWarning(Form("Parameters are given at different Z position (%le : %le): results are meaningless", fZ, trackParam.fZ));
 431
 432   // compute the parameter residuals
 433   TMatrixD deltaParam(fParameters, TMatrixD::kMinus, trackParam.fParameters);
 434
 435   // build the error matrix
 436   TMatrixD weight(5,5);
 437   if (fCovariances) weight += *fCovariances;
 438   if (trackParam.fCovariances) weight += *(trackParam.fCovariances);
 439
 440   // invert the error matrix to get the parameter weights if possible
 441   if (weight.Determinant() == 0) {
 442     AliError("Cannot compute the compatibility chi2");
 443     return kFALSE;
 444   }
 445   weight.Invert();
 446
 447   // compute the compatibility chi2
 448   TMatrixD tmp(deltaParam, TMatrixD::kTransposeMult, weight);
 449   TMatrixD mChi2(tmp, TMatrixD::kMult, deltaParam);
 450
 451   // set chi2 value
 452   chi2 = mChi2(0,0);
 453
 454   // check compatibility
 455   if (chi2 > maxChi2) return kFALSE;
 456
 457   return kTRUE;
 458 }
 459
 460   //__________________________________________________________________________
 461 void AliMUONTrackParam::Print(Option_t* opt) const
 462 {
 463   /// Printing TrackParam information
 464   /// "full" option for printing all the information about the TrackParam
 465   TString sopt(opt);
 466   sopt.ToUpper();
 467
 468   if ( sopt.Contains("FULL") ) {
 469     cout << "<AliMUONTrackParam> Bending P=" << setw(5) << setprecision(3)  << 1./fParameters(4,0) <<
 470       ", NonBendSlope=" << setw(5) << setprecision(3)  << fParameters(1,0)*180./TMath::Pi() <<
 471       ", BendSlope=" << setw(5) << setprecision(3)     << fParameters(3,0)*180./TMath::Pi()  <<
 472       ", (x,y,z)_IP=(" <<  setw(5) << setprecision(3) << fParameters(0,0) <<
 473       "," <<  setw(5) << setprecision(3) << fParameters(2,0) <<
 474       "," <<  setw(5) << setprecision(3) << fZ <<
 475       ") cm, (px,py,pz)=(" << setw(5) << setprecision(3) << Px() <<
 476       "," << setw(5) << setprecision(3) << Py() <<
 477       "," << setw(5) << setprecision(3) << Pz() << ") GeV/c" << endl;
 478   }
 479   else {
 480     cout << "<AliMUONTrackParam>"  << endl;
 481   }
 482
 483 }