MUON/AliMUONTrackReconstructor.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  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //-----------------------------------------------------------------------------
  19 /// \class AliMUONTrackReconstructor
  20 /// MUON track reconstructor using the original method
  21 ///
  22 /// This class contains as data:
  23 /// - the parameters for the track reconstruction
  24 ///
  25 /// It contains as methods, among others:
  26 /// - MakeTracks to build the tracks
  27 //-----------------------------------------------------------------------------
  28
  29 #include "AliMUONTrackReconstructor.h"
  30
  31 #include "AliMUONConstants.h"
  32 #include "AliMUONVCluster.h"
  33 #include "AliMUONVClusterServer.h"
  34 #include "AliMUONVClusterStore.h"
  35 #include "AliMUONTrack.h"
  36 #include "AliMUONTrackParam.h"
  37 #include "AliMUONTrackExtrap.h"
  38
  39 #include "AliMpArea.h"
  40
  41 #include "AliLog.h"
  42
  43 #include <TMinuit.h>
  44 #include <Riostream.h>
  45 #include <TMath.h>
  46 #include <TMatrixD.h>
  47
  48 // Functions to be minimized with Minuit
  49 void TrackChi2(Int_t &nParam, Double_t *gradient, Double_t &chi2, Double_t *param, Int_t flag);
  50
  51 /// \cond CLASSIMP
  52 ClassImp(AliMUONTrackReconstructor) // Class implementation in ROOT context
  53 /// \endcond
  54
  55   //__________________________________________________________________________
  56 AliMUONTrackReconstructor::AliMUONTrackReconstructor(AliMUONVClusterServer& clusterServer)
  57   : AliMUONVTrackReconstructor(clusterServer)
  58 {
  59   /// Constructor
  60 }
  61
  62   //__________________________________________________________________________
  63 AliMUONTrackReconstructor::~AliMUONTrackReconstructor()
  64 {
  65 /// Destructor
  66 }
  67
  68   //__________________________________________________________________________
  69 void AliMUONTrackReconstructor::MakeTrackCandidates(AliMUONVClusterStore& clusterStore)
  70 {
  71   /// To make track candidates (assuming linear propagation if the flag fgkMakeTrackCandidatesFast is set to kTRUE):
  72   /// Start with segments station(1..) 4 or 5 then follow track in station 5 or 4.
  73   /// Good candidates are made of at least three clusters.
  74   /// Keep only best candidates or all of them according to the flag fgkTrackAllTracks.
  75
  76   TClonesArray *segments;
  77   AliMUONTrack *track;
  78   Int_t iCandidate = 0;
  79   Bool_t clusterFound;
  80
  81   AliDebug(1,"Enter MakeTrackCandidates");
  82
  83   // Unless we're doing combined tracking, we'll clusterize all stations at once
  84   Int_t firstChamber(0);
  85   Int_t lastChamber(9);
  86
  87   if (AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->CombineClusterTrackReco()) {
  88     // ... Here's the exception : ask the clustering to reconstruct
  89     // clusters *only* in station 4 and 5 for combined tracking
  90     firstChamber = 6;
  91   }
  92
  93   for (Int_t i = firstChamber; i <= lastChamber; ++i )
  94   {
  95     fClusterServer.Clusterize(i, clusterStore, AliMpArea());
  96   }
  97
  98   // Loop over stations(1..) 5 and 4 and make track candidates
  99   for (Int_t istat=4; istat>=3; istat--) {
 100
 101     // Make segments in the station
 102     segments = MakeSegmentsInStation(clusterStore,istat);
 103
 104     // Loop over segments
 105     for (Int_t iseg=0; iseg<segments->GetEntriesFast(); iseg++)
 106     {
 107       AliDebug(1,Form("Making primary candidate(1..) %d",++iCandidate));
 108
 109       // Transform segments to tracks and put them at the end of fRecTracksPtr
 110       track = new ((*fRecTracksPtr)[fRecTracksPtr->GetLast()+1]) AliMUONTrack((AliMUONObjectPair*)((*segments)[iseg]));
 111       fNRecTracks++;
 112
 113       // Printout for debuging
 114       if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 2) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 2)) {
 115         cout<<endl<<"Track parameter covariances at first cluster:"<<endl;
 116         ((AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->First())->GetCovariances().Print();
 117       }
 118
 119       // Look for compatible cluster(s) in the other station
 120       if (AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->MakeTrackCandidatesFast())
 121         clusterFound = FollowLinearTrackInStation(*track, clusterStore, 7-istat);
 122       else clusterFound = FollowTrackInStation(*track, clusterStore, 7-istat);
 123
 124       // Remove track if no cluster found
 125       if (!clusterFound) {
 126         fRecTracksPtr->Remove(track);
 127         fNRecTracks--;
 128       }
 129
 130     }
 131
 132     // delete the array of segments
 133     delete segments;
 134   }
 135
 136   fRecTracksPtr->Compress(); // this is essential before checking tracks
 137
 138   // Keep all different tracks or only the best ones as required
 139   if (AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->TrackAllTracks()) RemoveIdenticalTracks();
 140   else RemoveDoubleTracks();
 141
 142   AliDebug(1,Form("Number of good candidates = %d",fNRecTracks));
 143
 144 }
 145
 146   //__________________________________________________________________________
 147 void AliMUONTrackReconstructor::FollowTracks(AliMUONVClusterStore& clusterStore)
 148 {
 149   /// Follow tracks in stations(1..) 3, 2 and 1
 150   AliDebug(1,"Enter FollowTracks");
 151
 152   AliMUONTrack *track, *nextTrack;
 153   AliMUONTrackParam *trackParam, *nextTrackParam;
 154   Int_t currentNRecTracks;
 155   Bool_t clusterFound;
 156
 157   Double_t sigmaCut2 = AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaCutForTracking() *
 158                        AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaCutForTracking();
 159
 160   for (Int_t station = 2; station >= 0; station--) {
 161
 162     // Save the actual number of reconstructed track in case of
 163     // tracks are added or suppressed during the tracking procedure
 164     // !! Do not compress fRecTracksPtr until the end of the loop over tracks !!
 165     currentNRecTracks = fNRecTracks;
 166
 167     for (Int_t iRecTrack = 0; iRecTrack <currentNRecTracks; iRecTrack++) {
 168       AliDebug(1,Form("FollowTracks: track candidate(1..) %d", iRecTrack+1));
 169
 170       track = (AliMUONTrack*) fRecTracksPtr->UncheckedAt(iRecTrack);
 171
 172       // Fit the track:
 173       // Do not take into account the multiple scattering to speed up the fit
 174       // Calculate the track parameter covariance matrix
 175       // If "station" is station(1..) 3 then use the vertex to better constrain the fit
 176       if (station==2) Fit(*track, kFALSE, kTRUE, kTRUE);
 177       else Fit(*track, kFALSE, kFALSE, kTRUE);
 178
 179       // Remove the track if the normalized chi2 is too high
 180       if (track->GetNormalizedChi2() > sigmaCut2) {
 181         fRecTracksPtr->Remove(track);
 182         fNRecTracks--;
 183         continue;
 184       }
 185
 186       // save parameters from fit into smoothed parameters to complete track afterward
 187       if (AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->ComplementTracks()) {
 188
 189         if (station==2) { // save track parameters on stations 4 and 5
 190
 191           // extrapolate track parameters and covariances at each cluster
 192           track->UpdateCovTrackParamAtCluster();
 193
 194           // save them
 195           trackParam = (AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->First();
 196           while (trackParam) {
 197             trackParam->SetSmoothParameters(trackParam->GetParameters());
 198             trackParam->SetSmoothCovariances(trackParam->GetCovariances());
 199             trackParam = (AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->After(trackParam);
 200           }
 201
 202         } else { // or save track parameters on last station only
 203
 204           // save parameters from fit
 205           trackParam = (AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->First();
 206           trackParam->SetSmoothParameters(trackParam->GetParameters());
 207           trackParam->SetSmoothCovariances(trackParam->GetCovariances());
 208
 209           // save parameters extrapolated to the second chamber of the same station if it has been hit
 210           nextTrackParam = (AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->After(trackParam);
 211           if (nextTrackParam->GetClusterPtr()->GetChamberId() < 2*(station+2)) {
 212
 213             // reset parameters and covariances
 214             nextTrackParam->SetParameters(trackParam->GetParameters());
 215             nextTrackParam->SetZ(trackParam->GetZ());
 216             nextTrackParam->SetCovariances(trackParam->GetCovariances());
 217
 218             // extrapolate them to the z of the corresponding cluster
 219             AliMUONTrackExtrap::ExtrapToZCov(nextTrackParam, nextTrackParam->GetClusterPtr()->GetZ());
 220
 221             // save them
 222             nextTrackParam->SetSmoothParameters(nextTrackParam->GetParameters());
 223             nextTrackParam->SetSmoothCovariances(nextTrackParam->GetCovariances());
 224
 225           }
 226
 227         }
 228
 229       }
 230
 231       // Printout for debuging
 232       if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 2) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 2)) {
 233         cout<<endl<<"Track parameter covariances at first cluster:"<<endl;
 234         ((AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->First())->GetCovariances().Print();
 235       }
 236
 237       // Look for compatible cluster(s) in station(0..) "station"
 238       clusterFound = FollowTrackInStation(*track, clusterStore, station);
 239
 240       // Try to recover track if required
 241       if (!clusterFound && AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->RecoverTracks())
 242         clusterFound = RecoverTrack(*track, clusterStore, station);
 243
 244       // remove track if no cluster found
 245       if (!clusterFound) {
 246         fRecTracksPtr->Remove(track);
 247         fNRecTracks--;
 248       }
 249
 250     }
 251
 252     // Compress fRecTracksPtr for the next step
 253     fRecTracksPtr->Compress();
 254
 255     // Keep only the best tracks if required
 256     if (!AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->TrackAllTracks()) RemoveDoubleTracks();
 257
 258   }
 259
 260   // Last fit of track candidates with all stations
 261   // Take into account the multiple scattering and remove bad tracks
 262   Int_t trackIndex = -1;
 263   track = (AliMUONTrack*) fRecTracksPtr->First();
 264   while (track) {
 265
 266     trackIndex++;
 267     nextTrack = (AliMUONTrack*) fRecTracksPtr->After(track); // prepare next track
 268
 269     Fit(*track, kTRUE, kFALSE, kTRUE);
 270
 271     // Printout for debuging
 272     if (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 3) {
 273       cout << "FollowTracks: track candidate(0..) " << trackIndex << " after final fit" << endl;
 274       track->RecursiveDump();
 275     }
 276
 277     // Remove the track if the normalized chi2 is too high
 278     if (track->GetNormalizedChi2() > sigmaCut2) {
 279       fRecTracksPtr->Remove(track);
 280       fNRecTracks--;
 281       track = nextTrack;
 282       continue;
 283     }
 284
 285     // save parameters from fit into smoothed parameters to complete track afterward
 286     if (AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->ComplementTracks()) {
 287
 288       // save parameters from fit
 289       trackParam = (AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->First();
 290       trackParam->SetSmoothParameters(trackParam->GetParameters());
 291       trackParam->SetSmoothCovariances(trackParam->GetCovariances());
 292
 293       // save parameters extrapolated to the second chamber of the same station if it has been hit
 294       nextTrackParam = (AliMUONTrackParam*) track->GetTrackParamAtCluster()->After(trackParam);
 295       if (nextTrackParam->GetClusterPtr()->GetChamberId() < 2) {
 296
 297         // reset parameters and covariances
 298         nextTrackParam->SetParameters(trackParam->GetParameters());
 299         nextTrackParam->SetZ(trackParam->GetZ());
 300         nextTrackParam->SetCovariances(trackParam->GetCovariances());
 301
 302         // extrapolate them to the z of the corresponding cluster
 303         AliMUONTrackExtrap::ExtrapToZCov(nextTrackParam, nextTrackParam->GetClusterPtr()->GetZ());
 304
 305         // save them
 306         nextTrackParam->SetSmoothParameters(nextTrackParam->GetParameters());
 307         nextTrackParam->SetSmoothCovariances(nextTrackParam->GetCovariances());
 308
 309       }
 310
 311     }
 312
 313     track = nextTrack;
 314
 315   }
 316
 317   fRecTracksPtr->Compress();
 318
 319 }
 320
 321   //__________________________________________________________________________
 322 Bool_t AliMUONTrackReconstructor::FollowTrackInStation(AliMUONTrack &trackCandidate, AliMUONVClusterStore& clusterStore, Int_t nextStation)
 323 {
 324   /// Follow trackCandidate in station(0..) nextStation and search for compatible cluster(s)
 325   /// Keep all possibilities or only the best one(s) according to the flag fgkTrackAllTracks:
 326   /// kTRUE:  duplicate "trackCandidate" if there are several possibilities and add the new tracks at the end of
 327   ///         fRecTracksPtr to avoid conficts with other track candidates at this current stage of the tracking procedure.
 328   ///         Remove the obsolete "trackCandidate" at the end.
 329   /// kFALSE: add only the best cluster(s) to the "trackCandidate". Try to add a couple of clusters in priority.
 330   AliDebug(1,Form("Enter FollowTrackInStation(1..) %d", nextStation+1));
 331
 332   // Order the chamber according to the propagation direction (tracking starts with chamber 2):
 333   // - nextStation == station(1...) 5 => forward propagation
 334   // - nextStation < station(1...) 5 => backward propagation
 335   Int_t ch1, ch2;
 336   if (nextStation==4) {
 337     ch1 = 2*nextStation+1;
 338     ch2 = 2*nextStation;
 339   } else {
 340     ch1 = 2*nextStation;
 341     ch2 = 2*nextStation+1;
 342   }
 343
 344   Double_t chi2WithOneCluster = 1.e10;
 345   Double_t chi2WithTwoClusters = 1.e10;
 346   Double_t maxChi2WithOneCluster = 2. * AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaCutForTracking() *
 347                                         AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaCutForTracking(); // 2 because 2 quantities in chi2
 348   Double_t maxChi2WithTwoClusters = 4. * AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaCutForTracking() *
 349                                          AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaCutForTracking(); // 4 because 4 quantities in chi2
 350   Double_t bestChi2WithOneCluster = maxChi2WithOneCluster;
 351   Double_t bestChi2WithTwoClusters = maxChi2WithTwoClusters;
 352   Bool_t foundOneCluster = kFALSE;
 353   Bool_t foundTwoClusters = kFALSE;
 354   AliMUONTrack *newTrack = 0x0;
 355   AliMUONVCluster *clusterCh1, *clusterCh2;
 356   AliMUONTrackParam extrapTrackParam;
 357   AliMUONTrackParam extrapTrackParamAtCh;
 358   AliMUONTrackParam extrapTrackParamAtCluster1;
 359   AliMUONTrackParam extrapTrackParamAtCluster2;
 360   AliMUONTrackParam bestTrackParamAtCluster1;
 361   AliMUONTrackParam bestTrackParamAtCluster2;
 362
 363   Int_t nClusters = clusterStore.GetSize();
 364   Bool_t *clusterCh1Used = new Bool_t[nClusters];
 365   for (Int_t i = 0; i < nClusters; i++) clusterCh1Used[i] = kFALSE;
 366   Int_t iCluster1;
 367
 368   // Get track parameters according to the propagation direction
 369   if (nextStation==4) extrapTrackParamAtCh = *(AliMUONTrackParam*)trackCandidate.GetTrackParamAtCluster()->Last();
 370   else extrapTrackParamAtCh = *(AliMUONTrackParam*)trackCandidate.GetTrackParamAtCluster()->First();
 371
 372   // Add MCS effect
 373   AliMUONTrackExtrap::AddMCSEffect(&extrapTrackParamAtCh,AliMUONConstants::ChamberThicknessInX0(),1.);
 374
 375   // Add MCS in the missing chamber if any (only 1 chamber can be missing according to tracking criteria)
 376   if (ch1 < ch2 && extrapTrackParamAtCh.GetClusterPtr()->GetChamberId() > ch2 + 1) {
 377     // extrapolation to the missing chamber
 378     AliMUONTrackExtrap::ExtrapToZCov(&extrapTrackParamAtCh, AliMUONConstants::DefaultChamberZ(ch2 + 1));
 379     // add MCS effect
 380     AliMUONTrackExtrap::AddMCSEffect(&extrapTrackParamAtCh,AliMUONConstants::ChamberThicknessInX0(),1.);
 381   }
 382
 383   //Extrapolate trackCandidate to chamber "ch2"
 384   AliMUONTrackExtrap::ExtrapToZCov(&extrapTrackParamAtCh, AliMUONConstants::DefaultChamberZ(ch2));
 385
 386   // Printout for debuging
 387   if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 2) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 2)) {
 388     cout<<endl<<"Track parameter covariances at first cluster extrapolated to z = "<<AliMUONConstants::DefaultChamberZ(ch2)<<":"<<endl;
 389     extrapTrackParamAtCh.GetCovariances().Print();
 390   }
 391
 392   // Printout for debuging
 393   if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 1) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 1)) {
 394     cout << "FollowTrackInStation: look for clusters in chamber(1..): " << ch2+1 << endl;
 395   }
 396
 397   // Ask the clustering to reconstruct new clusters around the track position in the current station
 398   // except for station 4 and 5 that are already entirely clusterized
 399   if (AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->CombineClusterTrackReco()) {
 400     if (nextStation < 3) AskForNewClustersInStation(extrapTrackParamAtCh, clusterStore, nextStation);
 401   }
 402
 403   // Create iterators to loop over clusters in both chambers
 404   TIter nextInCh1(clusterStore.CreateChamberIterator(ch1,ch1));
 405   TIter nextInCh2(clusterStore.CreateChamberIterator(ch2,ch2));
 406
 407   // look for candidates in chamber 2
 408   while ( ( clusterCh2 = static_cast<AliMUONVCluster*>(nextInCh2()) ) ) {
 409
 410     // try to add the current cluster fast
 411     if (!TryOneClusterFast(extrapTrackParamAtCh, clusterCh2)) continue;
 412
 413     // try to add the current cluster accuratly
 414     chi2WithOneCluster = TryOneCluster(extrapTrackParamAtCh, clusterCh2, extrapTrackParamAtCluster2);
 415
 416     // if good chi2 then try to attach a cluster in the other chamber too
 417     if (chi2WithOneCluster < maxChi2WithOneCluster) {
 418       Bool_t foundSecondCluster = kFALSE;
 419
 420       // Printout for debuging
 421       if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 1) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 1)) {
 422         cout << "FollowTrackInStation: found one cluster in chamber(1..): " << ch2+1
 423              << " (Chi2 = " << chi2WithOneCluster << ")" << endl;
 424         cout << "                      look for second clusters in chamber(1..): " << ch1+1 << " ..." << endl;
 425       }
 426
 427       // add MCS effect for next step
 428       AliMUONTrackExtrap::AddMCSEffect(&extrapTrackParamAtCluster2,AliMUONConstants::ChamberThicknessInX0(),1.);
 429
 430       // copy new track parameters for next step
 431       extrapTrackParam = extrapTrackParamAtCluster2;
 432
 433       //Extrapolate track parameters to chamber "ch1"
 434       AliMUONTrackExtrap::ExtrapToZ(&extrapTrackParam, AliMUONConstants::DefaultChamberZ(ch1));
 435
 436       // reset cluster iterator of chamber 1
 437       nextInCh1.Reset();
 438       iCluster1 = -1;
 439
 440       // look for second candidates in chamber 1
 441       while ( ( clusterCh1 = static_cast<AliMUONVCluster*>(nextInCh1()) ) ) {
 442         iCluster1++;
 443
 444         // try to add the current cluster fast
 445         if (!TryOneClusterFast(extrapTrackParam, clusterCh1)) continue;
 446
 447         // try to add the current cluster accuratly
 448         chi2WithTwoClusters = TryTwoClusters(extrapTrackParamAtCluster2, clusterCh1, extrapTrackParamAtCluster1);
 449
 450         // if good chi2 then create a new track by adding the 2 clusters to the "trackCandidate"
 451         if (chi2WithTwoClusters < maxChi2WithTwoClusters) {
 452           foundSecondCluster = kTRUE;
 453           foundTwoClusters = kTRUE;
 454
 455           // Printout for debuging
 456           if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 1) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 1)) {
 457             cout << "FollowTrackInStation: found second cluster in chamber(1..): " << ch1+1
 458                  << " (Global Chi2 = " << chi2WithTwoClusters << ")" << endl;
 459           }
 460
 461           if (AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->TrackAllTracks()) {
 462             // copy trackCandidate into a new track put at the end of fRecTracksPtr and add the new clusters
 463             newTrack = new ((*fRecTracksPtr)[fRecTracksPtr->GetLast()+1]) AliMUONTrack(trackCandidate);
 464             UpdateTrack(*newTrack,extrapTrackParamAtCluster1,extrapTrackParamAtCluster2);
 465             fNRecTracks++;
 466
 467             // Tag clusterCh1 as used
 468             clusterCh1Used[iCluster1] = kTRUE;
 469
 470             // Printout for debuging
 471             if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 1) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 1)) {
 472               cout << "FollowTrackInStation: added two clusters in station(1..): " << nextStation+1 << endl;
 473               if (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 3) newTrack->RecursiveDump();
 474             }
 475
 476           } else if (chi2WithTwoClusters < bestChi2WithTwoClusters) {
 477             // keep track of the best couple of clusters
 478             bestChi2WithTwoClusters = chi2WithTwoClusters;
 479             bestTrackParamAtCluster1 = extrapTrackParamAtCluster1;
 480             bestTrackParamAtCluster2 = extrapTrackParamAtCluster2;
 481           }
 482
 483         }
 484
 485       }
 486
 487       // if no clusterCh1 found then consider to add clusterCh2 only
 488       if (!foundSecondCluster) {
 489         foundOneCluster = kTRUE;
 490
 491         if (AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->TrackAllTracks()) {
 492           // copy trackCandidate into a new track put at the end of fRecTracksPtr and add the new cluster
 493           newTrack = new ((*fRecTracksPtr)[fRecTracksPtr->GetLast()+1]) AliMUONTrack(trackCandidate);
 494           UpdateTrack(*newTrack,extrapTrackParamAtCluster2);
 495           fNRecTracks++;
 496
 497           // Printout for debuging
 498           if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 1) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 1)) {
 499             cout << "FollowTrackInStation: added one cluster in chamber(1..): " << ch2+1 << endl;
 500             if (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 3) newTrack->RecursiveDump();
 501           }
 502
 503         } else if (!foundTwoClusters && chi2WithOneCluster < bestChi2WithOneCluster) {
 504           // keep track of the best single cluster except if a couple of clusters has already been found
 505           bestChi2WithOneCluster = chi2WithOneCluster;
 506           bestTrackParamAtCluster1 = extrapTrackParamAtCluster2;
 507         }
 508
 509       }
 510
 511     }
 512
 513   }
 514
 515   // look for candidates in chamber 1 not already attached to a track
 516   // if we want to keep all possible tracks or if no good couple of clusters has been found
 517   if (AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->TrackAllTracks() || !foundTwoClusters) {
 518
 519     // Printout for debuging
 520     if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 1) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 1)) {
 521       cout << "FollowTrackInStation: look for single clusters in chamber(1..): " << ch1+1 << endl;
 522     }
 523
 524     // add MCS effect for next step
 525     AliMUONTrackExtrap::AddMCSEffect(&extrapTrackParamAtCh,AliMUONConstants::ChamberThicknessInX0(),1.);
 526
 527     //Extrapolate trackCandidate to chamber "ch1"
 528     AliMUONTrackExtrap::ExtrapToZCov(&extrapTrackParamAtCh, AliMUONConstants::DefaultChamberZ(ch1));
 529
 530     // reset cluster iterator of chamber 1
 531     nextInCh1.Reset();
 532     iCluster1 = -1;
 533
 534     // look for second candidates in chamber 1
 535     while ( ( clusterCh1 = static_cast<AliMUONVCluster*>(nextInCh1()) ) ) {
 536       iCluster1++;
 537
 538       if (clusterCh1Used[iCluster1]) continue; // Skip cluster already used
 539
 540       // try to add the current cluster fast
 541       if (!TryOneClusterFast(extrapTrackParamAtCh, clusterCh1)) continue;
 542
 543       // try to add the current cluster accuratly
 544       chi2WithOneCluster = TryOneCluster(extrapTrackParamAtCh, clusterCh1, extrapTrackParamAtCluster1);
 545
 546       // if good chi2 then consider to add clusterCh1
 547       // We do not try to attach a cluster in the other chamber too since it has already been done above
 548       if (chi2WithOneCluster < maxChi2WithOneCluster) {
 549         foundOneCluster = kTRUE;
 550
 551         // Printout for debuging
 552         if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 1) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 1)) {
 553           cout << "FollowTrackInStation: found one cluster in chamber(1..): " << ch1+1
 554                << " (Chi2 = " << chi2WithOneCluster << ")" << endl;
 555         }
 556
 557         if (AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->TrackAllTracks()) {
 558           // copy trackCandidate into a new track put at the end of fRecTracksPtr and add the new cluster
 559           newTrack = new ((*fRecTracksPtr)[fRecTracksPtr->GetLast()+1]) AliMUONTrack(trackCandidate);
 560           UpdateTrack(*newTrack,extrapTrackParamAtCluster1);
 561           fNRecTracks++;
 562
 563           // Printout for debuging
 564           if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 1) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 1)) {
 565             cout << "FollowTrackInStation: added one cluster in chamber(1..): " << ch1+1 << endl;
 566             if (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 3) newTrack->RecursiveDump();
 567           }
 568
 569         } else if (chi2WithOneCluster < bestChi2WithOneCluster) {
 570           // keep track of the best single cluster except if a couple of clusters has already been found
 571           bestChi2WithOneCluster = chi2WithOneCluster;
 572           bestTrackParamAtCluster1 = extrapTrackParamAtCluster1;
 573         }
 574
 575       }
 576
 577     }
 578
 579   }
 580
 581   // fill out the best track if required else clean up the fRecTracksPtr array
 582   if (!AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->TrackAllTracks()) {
 583     if (foundTwoClusters) {
 584       UpdateTrack(trackCandidate,bestTrackParamAtCluster1,bestTrackParamAtCluster2);
 585
 586       // Printout for debuging
 587       if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 1) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 1)) {
 588         cout << "FollowTrackInStation: added the two best clusters in station(1..): " << nextStation+1 << endl;
 589         if (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 3) newTrack->RecursiveDump();
 590       }
 591
 592     } else if (foundOneCluster) {
 593       UpdateTrack(trackCandidate,bestTrackParamAtCluster1);
 594
 595       // Printout for debuging
 596       if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 1) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 1)) {
 597         cout << "FollowTrackInStation: added the best cluster in chamber(1..): " << bestTrackParamAtCluster1.GetClusterPtr()->GetChamberId()+1 << endl;
 598         if (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 3) newTrack->RecursiveDump();
 599       }
 600
 601     } else {
 602       delete [] clusterCh1Used;
 603       return kFALSE;
 604     }
 605
 606   } else if (foundOneCluster || foundTwoClusters) {
 607
 608     // remove obsolete track
 609     fRecTracksPtr->Remove(&trackCandidate);
 610     fNRecTracks--;
 611
 612   } else {
 613     delete [] clusterCh1Used;
 614     return kFALSE;
 615   }
 616
 617   delete [] clusterCh1Used;
 618   return kTRUE;
 619
 620 }
 621
 622   //__________________________________________________________________________
 623 Double_t AliMUONTrackReconstructor::TryTwoClusters(const AliMUONTrackParam &trackParamAtCluster1, AliMUONVCluster* cluster2,
 624                                                    AliMUONTrackParam &trackParamAtCluster2)
 625 {
 626 /// Test the compatibility between the track and the 2 clusters together (using trackParam's covariance matrix):
 627 /// return the corresponding Chi2 accounting for covariances between the 2 clusters
 628 /// return trackParamAtCluster1 & 2
 629
 630   // extrapolate track parameters at the z position of the second cluster (no need to extrapolate the covariances)
 631   trackParamAtCluster2.SetParameters(trackParamAtCluster1.GetParameters());
 632   trackParamAtCluster2.SetZ(trackParamAtCluster1.GetZ());
 633   AliMUONTrackExtrap::ExtrapToZ(&trackParamAtCluster2, cluster2->GetZ());
 634
 635   // set pointer to cluster2 into trackParamAtCluster2
 636   trackParamAtCluster2.SetClusterPtr(cluster2);
 637
 638   // Set differences between track and the 2 clusters in the bending and non bending directions
 639   AliMUONVCluster* cluster1 = trackParamAtCluster1.GetClusterPtr();
 640   TMatrixD dPos(4,1);
 641   dPos(0,0) = cluster1->GetX() - trackParamAtCluster1.GetNonBendingCoor();
 642   dPos(1,0) = cluster1->GetY() - trackParamAtCluster1.GetBendingCoor();
 643   dPos(2,0) = cluster2->GetX() - trackParamAtCluster2.GetNonBendingCoor();
 644   dPos(3,0) = cluster2->GetY() - trackParamAtCluster2.GetBendingCoor();
 645
 646   // Calculate the error matrix from the track parameter covariances at first cluster
 647   TMatrixD error(4,4);
 648   error.Zero();
 649   if (trackParamAtCluster1.CovariancesExist()) {
 650     // Save track parameters at first cluster
 651     TMatrixD paramAtCluster1Save(trackParamAtCluster1.GetParameters());
 652
 653     // Save track coordinates at second cluster
 654     Double_t nonBendingCoor2 = trackParamAtCluster2.GetNonBendingCoor();
 655     Double_t bendingCoor2    = trackParamAtCluster2.GetBendingCoor();
 656
 657     // copy track parameters at first cluster for jacobian calculation
 658     AliMUONTrackParam trackParam(trackParamAtCluster1);
 659
 660     // add MCS effect to the covariance matrix at first cluster
 661     AliMUONTrackExtrap::AddMCSEffect(&trackParam,AliMUONConstants::ChamberThicknessInX0(),1.);
 662
 663     // Get the pointer to the parameter covariance matrix at first cluster
 664     const TMatrixD& kParamCov = trackParam.GetCovariances();
 665
 666     // Calculate the jacobian related to the transformation between track parameters
 667     // at first cluster and track coordinates at the 2 cluster z-positions
 668     TMatrixD jacob(4,5);
 669     jacob.Zero();
 670     // first derivative at the first cluster:
 671     jacob(0,0) = 1.; // dx1/dx
 672     jacob(1,2) = 1.; // dy1/dy
 673     // first derivative at the second cluster:
 674     TMatrixD dParam(5,1);
 675     for (Int_t i=0; i<5; i++) {
 676       // Skip jacobian calculation for parameters with no associated error
 677       if (kParamCov(i,i) == 0.) continue;
 678       // Small variation of parameter i only
 679       for (Int_t j=0; j<5; j++) {
 680         if (j==i) {
 681           dParam(j,0) = TMath::Sqrt(kParamCov(i,i));
 682           if (j == 4) dParam(j,0) *= TMath::Sign(1.,-paramAtCluster1Save(4,0)); // variation always in the same direction
 683         } else dParam(j,0) = 0.;
 684       }
 685
 686       // Set new track parameters at first cluster
 687       trackParam.SetParameters(paramAtCluster1Save);
 688       trackParam.AddParameters(dParam);
 689       trackParam.SetZ(cluster1->GetZ());
 690
 691       // Extrapolate new track parameters to the z position of the second cluster
 692       AliMUONTrackExtrap::ExtrapToZ(&trackParam,cluster2->GetZ());
 693
 694       // Calculate the jacobian
 695       jacob(2,i) = (trackParam.GetNonBendingCoor() - nonBendingCoor2) / dParam(i,0); // dx2/dParami
 696       jacob(3,i) = (trackParam.GetBendingCoor()    - bendingCoor2   ) / dParam(i,0); // dy2/dParami
 697     }
 698
 699     // Calculate the error matrix
 700     TMatrixD tmp(jacob,TMatrixD::kMult,kParamCov);
 701     error = TMatrixD(tmp,TMatrixD::kMultTranspose,jacob);
 702   }
 703
 704   // Add cluster resolution to the error matrix
 705   error(0,0) += cluster1->GetErrX2();
 706   error(1,1) += cluster1->GetErrY2();
 707   error(2,2) += cluster2->GetErrX2();
 708   error(3,3) += cluster2->GetErrY2();
 709
 710   // invert the error matrix for Chi2 calculation
 711   if (error.Determinant() != 0) {
 712     error.Invert();
 713   } else {
 714     AliWarning(" Determinant error=0");
 715     return 1.e10;
 716   }
 717
 718   // Compute the Chi2 value
 719   TMatrixD tmp2(dPos,TMatrixD::kTransposeMult,error);
 720   TMatrixD result(tmp2,TMatrixD::kMult,dPos);
 721
 722   return result(0,0);
 723
 724 }
 725
 726   //__________________________________________________________________________
 727 void AliMUONTrackReconstructor::UpdateTrack(AliMUONTrack &track, AliMUONTrackParam &trackParamAtCluster)
 728 {
 729   /// Add 1 cluster to the track candidate
 730   /// Update chi2 of the track
 731
 732   // Compute local chi2
 733   AliMUONVCluster* cluster = trackParamAtCluster.GetClusterPtr();
 734   Double_t deltaX = trackParamAtCluster.GetNonBendingCoor() - cluster->GetX();
 735   Double_t deltaY = trackParamAtCluster.GetBendingCoor() - cluster->GetY();
 736   Double_t localChi2 = deltaX*deltaX / cluster->GetErrX2() +
 737                        deltaY*deltaY / cluster->GetErrY2();
 738
 739   // Flag cluster as being not removable
 740   trackParamAtCluster.SetRemovable(kFALSE);
 741   trackParamAtCluster.SetLocalChi2(0.); // --> Local chi2 not used
 742
 743   // Update the chi2 of the new track
 744   track.SetGlobalChi2(track.GetGlobalChi2() + localChi2);
 745
 746   // Update TrackParamAtCluster
 747   track.AddTrackParamAtCluster(trackParamAtCluster,*cluster);
 748
 749 }
 750
 751   //__________________________________________________________________________
 752 void AliMUONTrackReconstructor::UpdateTrack(AliMUONTrack &track, AliMUONTrackParam &trackParamAtCluster1, AliMUONTrackParam &trackParamAtCluster2)
 753 {
 754   /// Add 2 clusters to the track candidate
 755   /// Update track and local chi2
 756
 757   // Update local chi2 at first cluster
 758   AliMUONVCluster* cluster1 = trackParamAtCluster1.GetClusterPtr();
 759   Double_t deltaX = trackParamAtCluster1.GetNonBendingCoor() - cluster1->GetX();
 760   Double_t deltaY = trackParamAtCluster1.GetBendingCoor() - cluster1->GetY();
 761   Double_t localChi2AtCluster1 = deltaX*deltaX / cluster1->GetErrX2() +
 762                                  deltaY*deltaY / cluster1->GetErrY2();
 763   trackParamAtCluster1.SetLocalChi2(localChi2AtCluster1);
 764
 765   // Flag first cluster as being removable
 766   trackParamAtCluster1.SetRemovable(kTRUE);
 767
 768   // Update local chi2 at second cluster
 769   AliMUONVCluster* cluster2 = trackParamAtCluster2.GetClusterPtr();
 770   deltaX = trackParamAtCluster2.GetNonBendingCoor() - cluster2->GetX();
 771   deltaY = trackParamAtCluster2.GetBendingCoor() - cluster2->GetY();
 772   Double_t localChi2AtCluster2 = deltaX*deltaX / cluster2->GetErrX2() +
 773                                  deltaY*deltaY / cluster2->GetErrY2();
 774   trackParamAtCluster2.SetLocalChi2(localChi2AtCluster2);
 775
 776   // Flag first cluster as being removable
 777   trackParamAtCluster2.SetRemovable(kTRUE);
 778
 779   // Update the chi2 of the new track
 780   track.SetGlobalChi2(track.GetGlobalChi2() + localChi2AtCluster1 + localChi2AtCluster2);
 781
 782   // Update TrackParamAtCluster
 783   track.AddTrackParamAtCluster(trackParamAtCluster1,*cluster1);
 784   track.AddTrackParamAtCluster(trackParamAtCluster2,*cluster2);
 785
 786 }
 787
 788   //__________________________________________________________________________
 789 Bool_t AliMUONTrackReconstructor::RecoverTrack(AliMUONTrack &trackCandidate, AliMUONVClusterStore& clusterStore, Int_t nextStation)
 790 {
 791   /// Try to recover the track candidate in the next station
 792   /// by removing the worst of the two clusters attached in the current station
 793   /// Return kTRUE if recovering succeeds
 794   AliDebug(1,"Enter RecoverTrack");
 795
 796   // Do not try to recover track until we have attached cluster(s) on station(1..) 3
 797   if (nextStation > 1) return kFALSE;
 798
 799   Int_t worstClusterNumber = -1;
 800   Double_t localChi2, worstLocalChi2 = 0.;
 801
 802   // Look for the cluster to remove
 803   for (Int_t clusterNumber = 0; clusterNumber < 2; clusterNumber++) {
 804     AliMUONTrackParam *trackParamAtCluster = (AliMUONTrackParam*)trackCandidate.GetTrackParamAtCluster()->UncheckedAt(clusterNumber);
 805
 806     // check if current cluster is removable
 807     if (!trackParamAtCluster->IsRemovable()) return kFALSE;
 808
 809     // Pick up cluster with the worst chi2
 810     localChi2 = trackParamAtCluster->GetLocalChi2();
 811     if (localChi2 > worstLocalChi2) {
 812       worstLocalChi2 = localChi2;
 813       worstClusterNumber = clusterNumber;
 814     }
 815   }
 816
 817   // Reset best cluster as being NOT removable
 818   ((AliMUONTrackParam*)trackCandidate.GetTrackParamAtCluster()->UncheckedAt((worstClusterNumber+1)%2))->SetRemovable(kFALSE);
 819
 820   // Remove the worst cluster
 821   trackCandidate.RemoveTrackParamAtCluster((AliMUONTrackParam*)trackCandidate.GetTrackParamAtCluster()->UncheckedAt(worstClusterNumber));
 822
 823   // Re-fit the track:
 824   // Do not take into account the multiple scattering to speed up the fit
 825   // Calculate the track parameter covariance matrix
 826   Fit(trackCandidate, kFALSE, kFALSE, kTRUE);
 827
 828   // Look for new cluster(s) in next station
 829   return FollowTrackInStation(trackCandidate,clusterStore,nextStation);
 830
 831 }
 832
 833   //__________________________________________________________________________
 834 void AliMUONTrackReconstructor::SetVertexErrXY2ForFit(AliMUONTrack &trackCandidate)
 835 {
 836   /// Compute the vertex resolution square from natural vertex dispersion and
 837   /// multiple scattering effets according to trackCandidate path in absorber
 838   /// It is necessary to account for multiple scattering effects here instead of during the fit of
 839   /// the "trackCandidate" to do not influence the result by changing track resolution at vertex
 840   AliDebug(1,"Enter SetVertexForFit");
 841
 842   Double_t nonBendingReso2 = AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->GetNonBendingVertexDispersion() *
 843                              AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->GetNonBendingVertexDispersion();
 844   Double_t bendingReso2 = AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->GetBendingVertexDispersion() *
 845                           AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->GetBendingVertexDispersion();
 846
 847   // add multiple scattering effets
 848   AliMUONTrackParam paramAtVertex(*((AliMUONTrackParam*)(trackCandidate.GetTrackParamAtCluster()->First())));
 849   paramAtVertex.DeleteCovariances(); // to be sure to account only for multiple scattering
 850   AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertexUncorrected(&paramAtVertex,0.);
 851   const TMatrixD& kParamCov = paramAtVertex.GetCovariances();
 852   nonBendingReso2 += kParamCov(0,0);
 853   bendingReso2 += kParamCov(2,2);
 854
 855   // Set the vertex resolution square
 856   trackCandidate.SetVertexErrXY2(nonBendingReso2,bendingReso2);
 857 }
 858
 859   //__________________________________________________________________________
 860 void AliMUONTrackReconstructor::Fit(AliMUONTrack &track, Bool_t includeMCS, Bool_t fitWithVertex, Bool_t calcCov)
 861 {
 862   /// Fit the track
 863   /// w/wo multiple Coulomb scattering according to "includeMCS".
 864   /// w/wo constraining the vertex according to "fitWithVertex".
 865   /// calculating or not the covariance matrix according to "calcCov".
 866   AliDebug(1,"Enter Fit");
 867
 868   Double_t benC, errorParam, invBenP, nonBenC, x, y;
 869   AliMUONTrackParam *trackParam;
 870   Double_t arg[1], fedm, errdef, globalChi2;
 871   Int_t npari, nparx;
 872   Int_t status, covStatus;
 873
 874   // Instantiate gMinuit if not already done
 875   if (!gMinuit) gMinuit = new TMinuit(6);
 876   // Clear MINUIT parameters
 877   gMinuit->mncler();
 878   // Give the fitted track to MINUIT
 879   gMinuit->SetObjectFit(&track);
 880   if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 2) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 2)) {
 881     // Define print level
 882     arg[0] = 1;
 883     gMinuit->mnexcm("SET PRI", arg, 1, status);
 884     // Print covariance matrix
 885     gMinuit->mnexcm("SHO COV", arg, 0, status);
 886   } else {
 887     arg[0] = -1;
 888     gMinuit->mnexcm("SET PRI", arg, 1, status);
 889   }
 890   // No warnings
 891   gMinuit->mnexcm("SET NOW", arg, 0, status);
 892   // Define strategy
 893   //arg[0] = 2;
 894   //gMinuit->mnexcm("SET STR", arg, 1, status);
 895
 896   // set flag w/wo multiple scattering according to "includeMCS"
 897   track.FitWithMCS(includeMCS);
 898   if (includeMCS) {
 899     // compute cluster weights only once
 900     if (!track.ComputeClusterWeights()) {
 901       AliWarning("cannot take into account the multiple scattering effects");
 902       track.FitWithMCS(kFALSE);
 903     }
 904   }
 905
 906   track.FitWithVertex(fitWithVertex);
 907   if (fitWithVertex) SetVertexErrXY2ForFit(track);
 908
 909   // Set fitting function
 910   gMinuit->SetFCN(TrackChi2);
 911
 912   // Set fitted parameters (!! The order is very important for the covariance matrix !!)
 913   trackParam = (AliMUONTrackParam*) (track.GetTrackParamAtCluster()->First());
 914   // could be tried with no limits for the search (min=max=0) ????
 915   // mandatory limits in non Bending to avoid NaN values of parameters
 916   gMinuit->mnparm(0, "X", trackParam->GetNonBendingCoor(), 0.03, -500.0, 500.0, status);
 917   gMinuit->mnparm(1, "NonBenS", trackParam->GetNonBendingSlope(), 0.001, -0.5, 0.5, status);
 918   // mandatory limits in Bending to avoid NaN values of parameters
 919   gMinuit->mnparm(2, "Y", trackParam->GetBendingCoor(), 0.10, -500.0, 500.0, status);
 920   gMinuit->mnparm(3, "BenS", trackParam->GetBendingSlope(), 0.001, -0.5, 0.5, status);
 921   gMinuit->mnparm(4, "InvBenP", trackParam->GetInverseBendingMomentum(), 0.003, -0.5, 0.5, status);
 922
 923   // minimization
 924   gMinuit->mnexcm("MIGRAD", arg, 0, status);
 925
 926   // Calculate the covariance matrix more accurately if required
 927   if (calcCov) gMinuit->mnexcm("HESSE", arg, 0, status);
 928
 929   // get results into "invBenP", "benC", "nonBenC" ("x", "y")
 930   gMinuit->GetParameter(0, x, errorParam);
 931   trackParam->SetNonBendingCoor(x);
 932   gMinuit->GetParameter(1, nonBenC, errorParam);
 933   trackParam->SetNonBendingSlope(nonBenC);
 934   gMinuit->GetParameter(2, y, errorParam);
 935   trackParam->SetBendingCoor(y);
 936   gMinuit->GetParameter(3, benC, errorParam);
 937   trackParam->SetBendingSlope(benC);
 938   gMinuit->GetParameter(4, invBenP, errorParam);
 939   trackParam->SetInverseBendingMomentum(invBenP);
 940
 941   // global result of the fit
 942   gMinuit->mnstat(globalChi2, fedm, errdef, npari, nparx, covStatus);
 943   track.SetGlobalChi2(globalChi2);
 944
 945   // Get the covariance matrix if required
 946   if (calcCov) {
 947     // Covariance matrix according to HESSE status
 948     // If problem then keep only the diagonal terms (variances)
 949     Double_t matrix[5][5];
 950     gMinuit->mnemat(&matrix[0][0],5);
 951     if (covStatus == 3) trackParam->SetCovariances(matrix);
 952     else trackParam->SetVariances(matrix);
 953   } else trackParam->DeleteCovariances();
 954
 955 }
 956
 957   //__________________________________________________________________________
 958 void TrackChi2(Int_t & /*nParam*/, Double_t * /*gradient*/, Double_t &chi2, Double_t *param, Int_t /*flag*/)
 959 {
 960   /// Return the "Chi2" to be minimized with Minuit for track fitting.
 961   /// Assumes that the trackParamAtCluster are sorted according to increasing Z.
 962   /// Track parameters at each cluster are updated accordingly.
 963   /// Vertex is used according to the flag "trackBeingFitted->GetFitWithVertex()".
 964   /// Multiple Coulomb scattering is taken into account according to the flag "trackBeingFitted->GetFitWithMCS()".
 965
 966   AliMUONTrack *trackBeingFitted = (AliMUONTrack*) gMinuit->GetObjectFit();
 967   AliMUONTrackParam* trackParamAtCluster = (AliMUONTrackParam*) trackBeingFitted->GetTrackParamAtCluster()->First();
 968   Double_t dX, dY;
 969   chi2 = 0.; // initialize chi2
 970
 971   // update track parameters
 972   trackParamAtCluster->SetNonBendingCoor(param[0]);
 973   trackParamAtCluster->SetNonBendingSlope(param[1]);
 974   trackParamAtCluster->SetBendingCoor(param[2]);
 975   trackParamAtCluster->SetBendingSlope(param[3]);
 976   trackParamAtCluster->SetInverseBendingMomentum(param[4]);
 977   trackBeingFitted->UpdateTrackParamAtCluster();
 978
 979   // Take the vertex into account in the fit if required
 980   if (trackBeingFitted->FitWithVertex()) {
 981     Double_t nonBendingReso2,bendingReso2;
 982     trackBeingFitted->GetVertexErrXY2(nonBendingReso2,bendingReso2);
 983     if (nonBendingReso2 == 0. || bendingReso2 == 0.) chi2 += 1.e10;
 984     else {
 985       AliMUONTrackParam paramAtVertex(*trackParamAtCluster);
 986       AliMUONTrackExtrap::ExtrapToZ(&paramAtVertex, 0.); // vextex position = (0,0,0)
 987       dX = paramAtVertex.GetNonBendingCoor();
 988       dY = paramAtVertex.GetBendingCoor();
 989       chi2 += dX * dX / nonBendingReso2 + dY * dY / bendingReso2;
 990     }
 991   }
 992
 993   // compute chi2 w/wo multiple scattering
 994   chi2 += trackBeingFitted->ComputeGlobalChi2(trackBeingFitted->FitWithMCS());
 995
 996 }
 997
 998   //__________________________________________________________________________
 999 void AliMUONTrackReconstructor::ComplementTracks(const AliMUONVClusterStore& clusterStore)
1000 {
1001   /// Complete tracks by adding missing clusters (if there is an overlap between
1002   /// two detection elements, the track may have two clusters in the same chamber)
1003   /// Re-fit track parameters and covariances
1004   AliDebug(1,"Enter ComplementTracks");
1005
1006   Int_t chamberId, detElemId;
1007   Double_t chi2OfCluster, bestChi2OfCluster;
1008   Double_t sigmaCut2 = AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaCutForTracking() *
1009                        AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaCutForTracking();
1010   Bool_t foundOneCluster, trackModified;
1011   AliMUONVCluster* cluster;
1012   AliMUONTrackParam *trackParam, *nextTrackParam, copyOfTrackParam, trackParamAtCluster, bestTrackParamAtCluster;
1013
1014   // Remove double track to complete only "good" tracks
1015   RemoveDoubleTracks();
1016
1017   AliMUONTrack *track = (AliMUONTrack*) fRecTracksPtr->First();
1018   while (track) {
1019     trackModified = kFALSE;
1020
1021     trackParam = (AliMUONTrackParam*)track->GetTrackParamAtCluster()->First();
1022     while (trackParam) {
1023       foundOneCluster = kFALSE;
1024       bestChi2OfCluster = 2. * sigmaCut2; // 2 because 2 quantities in chi2
1025       chamberId = trackParam->GetClusterPtr()->GetChamberId();
1026       detElemId = trackParam->GetClusterPtr()->GetDetElemId();
1027
1028       // prepare nextTrackParam before adding new cluster because of the sorting
1029       nextTrackParam = (AliMUONTrackParam*)track->GetTrackParamAtCluster()->After(trackParam);
1030
1031       // recover track parameters from local fit and put them into a copy of trackParam
1032       copyOfTrackParam.SetZ(trackParam->GetZ());
1033       copyOfTrackParam.SetParameters(trackParam->GetSmoothParameters());
1034       copyOfTrackParam.SetCovariances(trackParam->GetSmoothCovariances());
1035
1036       // Create iterators to loop over clusters in current chamber
1037       TIter nextInCh(clusterStore.CreateChamberIterator(chamberId,chamberId));
1038
1039       // look for one second candidate in the same chamber
1040       while ( ( cluster = static_cast<AliMUONVCluster*>(nextInCh()) ) ) {
1041
1042         // look for a cluster in another detection element
1043         if (cluster->GetDetElemId() == detElemId) continue;
1044
1045         // try to add the current cluster fast
1046         if (!TryOneClusterFast(copyOfTrackParam, cluster)) continue;
1047
1048         // try to add the current cluster accurately
1049         chi2OfCluster = TryOneCluster(copyOfTrackParam, cluster, trackParamAtCluster);
1050
1051         // if better chi2 then prepare to add this cluster to the track
1052         if (chi2OfCluster < bestChi2OfCluster) {
1053           bestChi2OfCluster = chi2OfCluster;
1054           bestTrackParamAtCluster = trackParamAtCluster;
1055           foundOneCluster = kTRUE;
1056         }
1057
1058       }
1059
1060       // add new cluster if any
1061       if (foundOneCluster) {
1062         trackParam->SetRemovable(kTRUE);
1063         bestTrackParamAtCluster.SetRemovable(kTRUE);
1064         track->AddTrackParamAtCluster(bestTrackParamAtCluster,*(bestTrackParamAtCluster.GetClusterPtr()));
1065         trackModified = kTRUE;
1066       }
1067
1068       trackParam = nextTrackParam;
1069     }
1070
1071     // re-fit track parameters if needed
1072     if (trackModified) Fit(*track, kTRUE, kFALSE, kTRUE);
1073
1074     track = (AliMUONTrack*) fRecTracksPtr->After(track);
1075   }
1076
1077 }
1078
1079   //__________________________________________________________________________
1080 void AliMUONTrackReconstructor::ImproveTrack(AliMUONTrack &track)
1081 {
1082   /// Improve the given track by removing clusters with local chi2 highter than the defined cut
1083   /// Recompute track parameters and covariances at the remaining clusters
1084   AliDebug(1,"Enter ImproveTrack");
1085
1086   Double_t localChi2, worstLocalChi2;
1087   AliMUONTrackParam *trackParamAtCluster, *worstTrackParamAtCluster;
1088   Double_t sigmaCut2 = AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaCutForImprovement() *
1089                        AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->GetSigmaCutForImprovement();
1090
1091   while (!track.IsImproved()) {
1092
1093     // identify removable clusters
1094     track.TagRemovableClusters();
1095
1096     // Update track parameters and covariances
1097     track.UpdateCovTrackParamAtCluster();
1098
1099     // Compute local chi2 of each clusters
1100     track.ComputeLocalChi2(kTRUE);
1101
1102     // Look for the cluster to remove
1103     worstTrackParamAtCluster = NULL;
1104     worstLocalChi2 = 0.;
1105     trackParamAtCluster = (AliMUONTrackParam*) track.GetTrackParamAtCluster()->First();
1106     while (trackParamAtCluster) {
1107
1108       // Pick up cluster with the worst chi2
1109       localChi2 = trackParamAtCluster->GetLocalChi2();
1110       if (localChi2 > worstLocalChi2) {
1111         worstLocalChi2 = localChi2;
1112         worstTrackParamAtCluster = trackParamAtCluster;
1113       }
1114
1115     trackParamAtCluster = (AliMUONTrackParam*) track.GetTrackParamAtCluster()->After(trackParamAtCluster);
1116     }
1117
1118     // Check if worst cluster found
1119     if (!worstTrackParamAtCluster) {
1120       AliWarning("Bad local chi2 values?");
1121       break;
1122     }
1123
1124     // Check whether the worst chi2 is under requirement or not
1125     if (worstLocalChi2 < 2. * sigmaCut2) { // 2 because 2 quantities in chi2
1126       track.SetImproved(kTRUE);
1127       break;
1128     }
1129
1130     // if the worst cluster is not removable then stop improvement
1131     if (!worstTrackParamAtCluster->IsRemovable()) break;
1132
1133     // Remove the worst cluster
1134     track.RemoveTrackParamAtCluster(worstTrackParamAtCluster);
1135
1136     // Re-fit the track:
1137     // Take into account the multiple scattering
1138     // Calculate the track parameter covariance matrix
1139     Fit(track, kTRUE, kFALSE, kTRUE);
1140
1141     // Printout for debuging
1142     if ((AliLog::GetDebugLevel("MUON","AliMUONTrackReconstructor") >= 1) || (AliLog::GetGlobalDebugLevel() >= 1)) {
1143       cout << "ImproveTracks: track " << fRecTracksPtr->IndexOf(&track)+1 << " improved " << endl;
1144     }
1145
1146   }
1147
1148 }
1149
1150   //__________________________________________________________________________
1151 void AliMUONTrackReconstructor::FinalizeTrack(AliMUONTrack &track)
1152 {
1153   /// Recompute track parameters and covariances at each attached cluster
1154   /// from those at the first one, if not already done
1155   AliDebug(1,"Enter FinalizeTrack");
1156   if (!track.IsImproved()) track.UpdateCovTrackParamAtCluster();
1157 }
1158
1159 //__________________________________________________________________________
1160 Bool_t AliMUONTrackReconstructor::RefitTrack(AliMUONTrack &track)
1161 {
1162   /// re-fit the given track
1163
1164   // check validity of the track
1165   if (!track.IsValid()) {
1166     AliWarning("the track does not contain enough clusters --> unable to refit");
1167     return kFALSE;
1168   }
1169
1170   // reset the seed (i.e. parameters at first cluster) before fitting
1171   AliMUONTrackParam* firstTrackParam = (AliMUONTrackParam*) track.GetTrackParamAtCluster()->First();
1172   if (firstTrackParam->GetInverseBendingMomentum() == 0.) {
1173     AliWarning("track parameters at first chamber are not initialized --> unable to refit");
1174     return kFALSE;
1175   }
1176
1177   // compute track parameters at each cluster from parameters at the first one
1178   // necessary to compute multiple scattering effect during refitting
1179   track.UpdateTrackParamAtCluster();
1180
1181   // Re-fit the track:
1182   // Take into account the multiple scattering
1183   // Calculate the track parameter covariance matrix
1184   Fit(track, kTRUE, kFALSE, kTRUE);
1185
1186   // Improve the reconstructed tracks if required
1187   if (AliMUONReconstructor::GetRecoParam()->ImproveTracks()) ImproveTrack(track);
1188
1189   // Fill AliMUONTrack data members
1190   FinalizeTrack(track);
1191
1192   return kTRUE;
1193
1194 }
1195