STEER/AliTrackResidualsFast.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 //   Implementation of the derived class for track residuals
  20 //   based on linear chi2 minimization (in approximation of
  21 //   small alignment angles and translations)
  22 //
  23 //-----------------------------------------------------------------
  24
  25 #include <TMath.h>
  26 #include <TMinuit.h>
  27 #include <TGeoMatrix.h>
  28
  29 #include "AliLog.h"
  30 #include "AliAlignObj.h"
  31 #include "AliTrackPointArray.h"
  32 #include "AliTrackResidualsFast.h"
  33
  34 ClassImp(AliTrackResidualsFast)
  35
  36 //______________________________________________________________________________
  37 AliTrackResidualsFast::AliTrackResidualsFast():
  38   AliTrackResiduals(),
  39   fSumR(0)
  40 {
  41   // Default constructor
  42   for (Int_t i = 0; i < 27; i++) fSum[i] = 0;
  43 }
  44
  45 //______________________________________________________________________________
  46 AliTrackResidualsFast::AliTrackResidualsFast(Int_t ntracks):
  47   AliTrackResiduals(ntracks),
  48   fSumR(0)
  49 {
  50   // Constructor
  51   for (Int_t i = 0; i < 27; i++) fSum[i] = 0;
  52 }
  53
  54 //______________________________________________________________________________
  55 AliTrackResidualsFast::AliTrackResidualsFast(const AliTrackResidualsFast &res):
  56   AliTrackResiduals(res),
  57   fSumR(res.fSumR)
  58 {
  59   // Copy constructor
  60   for (Int_t i = 0; i < 27; i++) fSum[i] = res.fSum[i];
  61 }
  62
  63 //______________________________________________________________________________
  64 AliTrackResidualsFast &AliTrackResidualsFast::operator= (const AliTrackResidualsFast& res)
  65 {
  66   // Assignment operator
  67  ((AliTrackResiduals *)this)->operator=(res);
  68  for (Int_t i = 0; i < 27; i++) fSum[i] = res.fSum[i];
  69  fSumR = res.fSumR;
  70
  71  return *this;
  72 }
  73
  74 //______________________________________________________________________________
  75 Bool_t AliTrackResidualsFast::Minimize()
  76 {
  77   // Implementation of fast linear Chi2
  78   // based minimization of track residuals sum
  79   for (Int_t i = 0; i < 27; i++) fSum[i] = 0;
  80   fSumR = 0;
  81
  82   AliTrackPoint p1,p2;
  83
  84   for (Int_t itrack = 0; itrack < fLast; itrack++) {
  85     if (!fVolArray[itrack] || !fTrackArray[itrack]) continue;
  86     for (Int_t ipoint = 0; ipoint < fVolArray[itrack]->GetNPoints(); ipoint++) {
  87       fVolArray[itrack]->GetPoint(p1,ipoint);
  88       fTrackArray[itrack]->GetPoint(p2,ipoint);
  89       AddPoints(p1,p2);
  90     }
  91   }
  92
  93   return Update();
  94
  95   // debug info
  96 //   Float_t chi2 = 0;
  97 //   for (Int_t itrack = 0; itrack < fLast; itrack++) {
  98 //     if (!fVolArray[itrack] || !fTrackArray[itrack]) continue;
  99 //     for (Int_t ipoint = 0; ipoint < fVolArray[itrack]->GetNPoints(); ipoint++) {
 100 //       fVolArray[itrack]->GetPoint(p1,ipoint);
 101 //       fAlignObj->Transform(p1);
 102 //       fTrackArray[itrack]->GetPoint(p2,ipoint);
 103 //       Float_t residual = p2.GetResidual(p1,kFALSE);
 104 //       chi2 += residual;
 105 //     }
 106 //   }
 107 //   printf("Final chi2 = %f\n",chi2);
 108 }
 109
 110 //______________________________________________________________________________
 111 void AliTrackResidualsFast::AddPoints(AliTrackPoint &p, AliTrackPoint &pprime)
 112 {
 113   // Update the sums used for
 114   // the linear chi2 minimization
 115   Float_t xyz[3],xyzp[3];
 116   Float_t cov[6],covp[6];
 117   p.GetXYZ(xyz,cov); pprime.GetXYZ(xyzp,covp);
 118   TMatrixDSym mcov(3);
 119   mcov(0,0) = cov[0]; mcov(0,1) = cov[1]; mcov(0,2) = cov[2];
 120   mcov(1,0) = cov[1]; mcov(1,1) = cov[3]; mcov(1,2) = cov[4];
 121   mcov(2,0) = cov[2]; mcov(2,1) = cov[4]; mcov(2,2) = cov[5];
 122   TMatrixDSym mcovp(3);
 123   mcovp(0,0) = covp[0]; mcovp(0,1) = covp[1]; mcovp(0,2) = covp[2];
 124   mcovp(1,0) = covp[1]; mcovp(1,1) = covp[3]; mcovp(1,2) = covp[4];
 125   mcovp(2,0) = covp[2]; mcovp(2,1) = covp[4]; mcovp(2,2) = covp[5];
 126   TMatrixDSym msum = mcov + mcovp;
 127   msum.Invert();
 128   if (!msum.IsValid()) return;
 129
 130   TMatrixD        sums(3,1);
 131   sums(0,0) = (xyzp[0]-xyz[0]);
 132   sums(1,0) = (xyzp[1]-xyz[1]);
 133   sums(2,0) = (xyzp[2]-xyz[2]);
 134   TMatrixD sumst = sums.T(); sums.T();
 135
 136   TMatrixD        mf(3,6);
 137   mf(0,0) = 1;      mf(1,0) = 0;       mf(2,0) = 0;
 138   mf(0,1) = 0;      mf(1,1) = 1;       mf(2,1) = 0;
 139   mf(0,2) = 0;      mf(1,2) = 0;       mf(2,2) = 1;
 140   mf(0,3) = 0;      mf(1,3) =-xyz[2];  mf(2,3) = xyz[1];
 141   mf(0,4) = xyz[2]; mf(1,4) = 0;       mf(2,4) =-xyz[0];
 142   mf(0,5) =-xyz[1]; mf(1,5) = xyz[0];  mf(2,5) = 0;
 143   TMatrixD        mft = mf.T(); mf.T();
 144   TMatrixD sums2 = mft * msum * sums;
 145
 146   TMatrixD smatrix = mft * msum * mf;
 147
 148   fSum[0] += smatrix(0,0);
 149   fSum[1] += smatrix(0,1);
 150   fSum[2] += smatrix(0,2);
 151   fSum[3] += smatrix(0,3);
 152   fSum[4] += smatrix(0,4);
 153   fSum[5] += smatrix(0,5);
 154   fSum[6] += smatrix(1,1);
 155   fSum[7] += smatrix(1,2);
 156   fSum[8] += smatrix(1,3);
 157   fSum[9] += smatrix(1,4);
 158   fSum[10]+= smatrix(1,5);
 159   fSum[11]+= smatrix(2,2);
 160   fSum[12]+= smatrix(2,3);
 161   fSum[13]+= smatrix(2,4);
 162   fSum[14]+= smatrix(2,5);
 163   fSum[15]+= smatrix(3,3);
 164   fSum[16]+= smatrix(3,4);
 165   fSum[17]+= smatrix(3,5);
 166   fSum[18]+= smatrix(4,4);
 167   fSum[19]+= smatrix(4,5);
 168   fSum[20]+= smatrix(5,5);
 169   fSum[21] += sums2(0,0);
 170   fSum[22] += sums2(1,0);
 171   fSum[23] += sums2(2,0);
 172   fSum[24] += sums2(3,0);
 173   fSum[25] += sums2(4,0);
 174   fSum[26] += sums2(5,0);
 175
 176   TMatrixD  tmp = sumst * msum * sums;
 177   fSumR += tmp(0,0);
 178
 179   fNdf += 3;
 180 }
 181
 182 //______________________________________________________________________________
 183 Bool_t AliTrackResidualsFast::Update()
 184 {
 185   // Find the alignment parameters
 186   // by using the already accumulated
 187   // sums
 188   TMatrixDSym     smatrix(6);
 189   TMatrixD        sums(1,6);
 190
 191   smatrix(0,0) = fSum[0];
 192   smatrix(0,1) = smatrix(1,0) = fSum[1];
 193   smatrix(0,2) = smatrix(2,0) = fSum[2];
 194   smatrix(0,3) = smatrix(3,0) = fSum[3];
 195   smatrix(0,4) = smatrix(4,0) = fSum[4];
 196   smatrix(0,5) = smatrix(5,0) = fSum[5];
 197   smatrix(1,1) = fSum[6];
 198   smatrix(1,2) = smatrix(2,1) = fSum[7];
 199   smatrix(1,3) = smatrix(3,1) = fSum[8];
 200   smatrix(1,4) = smatrix(4,1) = fSum[9];
 201   smatrix(1,5) = smatrix(5,1) = fSum[10];
 202   smatrix(2,2) = fSum[11];
 203   smatrix(2,3) = smatrix(3,2) = fSum[12];
 204   smatrix(2,4) = smatrix(4,2) = fSum[13];
 205   smatrix(2,5) = smatrix(5,2) = fSum[14];
 206   smatrix(3,3) = fSum[15];
 207   smatrix(3,4) = smatrix(4,3) = fSum[16];
 208   smatrix(3,5) = smatrix(5,3) = fSum[17];
 209   smatrix(4,4) = fSum[18];
 210   smatrix(4,5) = smatrix(5,4) = fSum[19];
 211   smatrix(5,5) = fSum[20];
 212
 213   sums(0,0)    = fSum[21]; sums(0,1) = fSum[22]; sums(0,2) = fSum[23];
 214   sums(0,3)    = fSum[24]; sums(0,4) = fSum[25]; sums(0,5) = fSum[26];
 215
 216   smatrix.Invert();
 217   if (!smatrix.IsValid()) return kFALSE;
 218
 219   TMatrixD res = sums*smatrix;
 220   fAlignObj->SetPars(res(0,0),res(0,1),res(0,2),
 221                      TMath::RadToDeg()*res(0,3),
 222                      TMath::RadToDeg()*res(0,4),
 223                      TMath::RadToDeg()*res(0,5));
 224   TMatrixD  tmp = res*sums.T();
 225   fChi2 = fSumR - tmp(0,0);
 226   fNdf -= 6;
 227
 228   return kTRUE;
 229 }