STEER/AliVertexerTracks.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-2003, 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 //-----------------------------------------------------------------
  17 //    Implementation of the vertexer from ESD tracks
  18 //
  19 // Origin: AliITSVertexerTracks
  20 //         A.Dainese, Padova,
  21 //         andrea.dainese@pd.infn.it
  22 //         M.Masera,  Torino,
  23 //         massimo.masera@to.infn.it
  24 // Moved to STEER and adapted to ESD tracks:
  25 //          F.Prino,  Torino, prino@to.infn.it
  26 //-----------------------------------------------------------------
  27
  28 //---- Root headers --------
  29 #include <TTree.h>
  30 #include <TMatrixD.h>
  31 //---- AliRoot headers -----
  32 #include "AliStrLine.h"
  33 #include "AliVertexerTracks.h"
  34 #include "AliESD.h"
  35 #include "AliESDtrack.h"
  36
  37 ClassImp(AliVertexerTracks)
  38
  39
  40 //----------------------------------------------------------------------------
  41 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks():
  42 TObject(),
  43 fVert(),
  44 fCurrentVertex(0),
  45 fMinTracks(2),
  46 fMinITSClusters(5),
  47 fTrkArray(),
  48 fTrksToSkip(0),
  49 fNTrksToSkip(0),
  50 fDCAcut(0),
  51 fAlgo(1),
  52 fNSigma(3),
  53 fDebug(0)
  54 {
  55 //
  56 // Default constructor
  57 //
  58   SetVtxStart();
  59   SetVtxStartSigma();
  60   SetMinTracks();
  61   SetMinITSClusters();
  62   SetNSigmad0();
  63 }
  64 //-----------------------------------------------------------------------------
  65 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks(Double_t xStart, Double_t yStart):
  66 TObject(),
  67 fVert(),
  68 fCurrentVertex(0),
  69 fMinTracks(2),
  70 fMinITSClusters(5),
  71 fTrkArray(),
  72 fTrksToSkip(0),
  73 fNTrksToSkip(0),
  74 fDCAcut(0),
  75 fAlgo(1),
  76 fNSigma(3),
  77 fDebug(0)
  78 {
  79 //
  80 // Standard constructor
  81 //
  82   SetVtxStart(xStart,yStart);
  83   SetVtxStartSigma();
  84   SetMinTracks();
  85   SetMinITSClusters();
  86   SetNSigmad0();
  87 }
  88 //-----------------------------------------------------------------------------
  89 AliVertexerTracks::~AliVertexerTracks() {
  90   // Default Destructor
  91   // The objects pointed by the following pointer are not owned
  92   // by this class and are not deleted
  93   fCurrentVertex = 0;
  94   delete[] fTrksToSkip;
  95 }
  96 //---------------------------------------------------------------------------
  97 void AliVertexerTracks::SetSkipTracks(Int_t n,Int_t *skipped) {
  98 //
  99 // Mark the tracks not ot be used in the vertex finding
 100 //
 101   fNTrksToSkip = n;
 102   fTrksToSkip = new Int_t[n];
 103   for(Int_t i=0;i<n;i++) fTrksToSkip[i] = skipped[i];
 104   return;
 105 }
 106 //----------------------------------------------------------------------------
 107 Int_t AliVertexerTracks::PrepareTracks(TTree &trkTree, Int_t OptImpParCut) {
 108 //
 109 // Propagate tracks to initial vertex position and store them in a TObjArray
 110 //
 111   Double_t maxd0rphi = 3.;
 112   Int_t    nTrks    = 0;
 113   Double_t sigmaCurr[3],sigmaVtx[3],posVtx[3];
 114   Double_t covVtx[6],covVtxXY;
 115   Float_t  d0z0[2],covd0z0[3];
 116   Double_t momentum[3],postrk[3];
 117   Double_t pt,sigma,sigmavtxphi,phitrk;
 118   Double_t field=GetField();
 119
 120   AliESDVertex *initVertex = new AliESDVertex(fNominalPos,fNominalSigma);
 121
 122   Int_t    nEntries = (Int_t)trkTree.GetEntries();
 123   if(!fTrkArray.IsEmpty()) fTrkArray.Delete();
 124   // fTrkArray.Expand(nEntries);
 125
 126   if(fDebug) {
 127     printf(" PrepareTracks()\n");
 128   }
 129
 130   for(Int_t i=0; i<nEntries; i++) {
 131     AliESDtrack *track = new AliESDtrack;
 132     trkTree.SetBranchAddress("tracks",&track);
 133     trkTree.GetEvent(i);
 134
 135
 136
 137     // propagate track to vertex
 138     if(OptImpParCut==1) { // OptImpParCut==1
 139       track->RelateToVertex(initVertex,field,100.);
 140       initVertex->GetXYZ(posVtx);
 141       initVertex->GetSigmaXYZ(sigmaVtx);
 142       covVtxXY = 0.;
 143     } else {              // OptImpParCut==2
 144       fCurrentVertex->GetSigmaXYZ(sigmaCurr);
 145       if((sigmaCurr[0]+sigmaCurr[1])<(fNominalSigma[0]+fNominalSigma[1])) {
 146         track->RelateToVertex(fCurrentVertex,field,100.);
 147         fCurrentVertex->GetXYZ(posVtx);
 148         fCurrentVertex->GetSigmaXYZ(sigmaVtx);
 149         fCurrentVertex->GetCovMatrix(covVtx);
 150         covVtxXY = covVtx[1];
 151       } else {
 152         track->RelateToVertex(initVertex,field,100.);
 153         initVertex->GetXYZ(posVtx);
 154         initVertex->GetSigmaXYZ(sigmaVtx);
 155         covVtxXY = 0.;
 156       }
 157     }
 158
 159     // select tracks with d0rphi < maxd0rphi
 160     track->GetImpactParameters(d0z0,covd0z0);
 161
 162     track->GetXYZ(postrk);
 163     track->GetPxPyPz(momentum);
 164     pt = TMath::Sqrt(momentum[0]*momentum[0]+momentum[1]*momentum[1]);
 165
 166     phitrk = TMath::ATan2(postrk[1]-posVtx[1],postrk[0]-posVtx[0]);
 167     sigmavtxphi = TMath::Sqrt(sigmaVtx[0]*sigmaVtx[0]*
 168                               TMath::Cos(phitrk)*TMath::Cos(phitrk)+
 169                               sigmaVtx[1]*sigmaVtx[1]*
 170                               TMath::Sin(phitrk)*TMath::Sin(phitrk)+
 171                               covVtxXY*
 172                               TMath::Cos(phitrk)*TMath::Sin(phitrk));
 173     sigma = TMath::Sqrt(Sigmad0rphi(pt)*Sigmad0rphi(pt)+
 174                         sigmavtxphi*sigmavtxphi);
 175     maxd0rphi = fNSigma*sigma;
 176     if(OptImpParCut==1) maxd0rphi *= 5.;
 177
 178     if(fDebug) printf("trk %d; lab %d; |d0| = %f;  cut = %f\n",i,track->GetLabel(),TMath::Abs(d0z0[0]),maxd0rphi);
 179     if(TMath::Abs(d0z0[0]) > maxd0rphi) {
 180       if(fDebug) printf("     rejected\n");
 181       delete track; continue;
 182     }
 183
 184     fTrkArray.AddLast(track);
 185     nTrks++;
 186   }
 187
 188   delete initVertex;
 189
 190   return nTrks;
 191 }
 192 //----------------------------------------------------------------------------
 193 Double_t AliVertexerTracks::Sigmad0rphi(Double_t pt) const {
 194 //
 195 // Impact parameter resolution in rphi [cm] vs pt [GeV/c]
 196 //
 197   Double_t a_meas  = 11.6;
 198   Double_t a_scatt = 65.8;
 199   Double_t b       = 1.878;
 200
 201   Double_t sigma = a_meas*a_meas+a_scatt*a_scatt/TMath::Power(pt,b);
 202   sigma = 0.0001*TMath::Sqrt(sigma);
 203
 204   return sigma;
 205 }
 206 //----------------------------------------------------------------------------
 207 AliVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TTree *trkTree) {
 208 //
 209 // Return vertex from tracks in trkTree
 210 //
 211
 212   // get tracks and propagate them to initial vertex position
 213   Int_t nTrks = PrepareTracks(*trkTree,1);
 214   if(nTrks < fMinTracks) {
 215     printf("TooFewTracks\n");
 216     Double_t vtx[3]={0,0,0};
 217     fVert.SetXYZ(vtx);
 218     fVert.SetDispersion(999);
 219     fVert.SetNContributors(-5);
 220     fTrkArray.Delete();
 221     return &fVert;
 222   }
 223
 224   // Set initial vertex position from ESD
 225   if(fAlgo==1)  StrLinVertexFinderMinDist(1);
 226   if(fAlgo==2)  StrLinVertexFinderMinDist(0);
 227   if(fAlgo==3)  HelixVertexFinder();
 228   if(fAlgo==4)  VertexFinder(1);
 229   if(fAlgo==5)  VertexFinder(0);
 230   return &fVert;
 231 }
 232 //----------------------------------------------------------------------------
 233 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(const AliESD *esdEvent)
 234 {
 235 //
 236 // Primary vertex for current ESD event
 237 // (Two iterations:
 238 //  1st with 5*fNSigma*sigma(pt) cut w.r.t. to initial vertex;
 239 //  2nd with fNSigma*sigma(pt) cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration)
 240 // All ESD tracks with inside the beam pipe are then propagated to found vertex
 241 //
 242   fCurrentVertex = 0;
 243
 244   Int_t entr = (Int_t)esdEvent->GetNumberOfTracks();
 245   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
 246   AliESDtrack *esdTrack = 0;
 247   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
 248
 249   Bool_t   skipThis;
 250   for(Int_t i=0; i<entr; i++) {
 251     // check tracks to skip
 252     skipThis = kFALSE;
 253     for(Int_t j=0; j<fNTrksToSkip; j++) {
 254       if(i==fTrksToSkip[j]) {
 255         if(fDebug) printf("skipping track: %d\n",i);
 256         skipThis = kTRUE;
 257       }
 258     }
 259     if(skipThis) continue;
 260     AliESDtrack *et = esdEvent->GetTrack(i);
 261     esdTrack = new AliESDtrack(*et);
 262     if(!(esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSin)) {delete esdTrack;continue;}
 263     if(!(esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSrefit)) {delete esdTrack;continue;}
 264     Int_t nclus=esdTrack->GetNcls(0); // check number of clusters in ITS
 265     if(nclus<fMinITSClusters) {delete esdTrack;continue;}
 266     trkTree->Fill();
 267     delete esdTrack;
 268   }
 269   //  delete esdTrack;
 270
 271
 272   // ITERATION 1
 273   // propagate tracks to initVertex
 274   // preselect them  (reject for |d0|>5*fNSigma*sigma w.r.t. initVertex)
 275   Int_t nTrks;
 276   nTrks = PrepareTracks(*trkTree,1);
 277   if(fDebug) printf(" tracks prepared - step 1: %d\n",nTrks);
 278   if(nTrks < fMinTracks) {
 279     printf("TooFewTracks\n");
 280     TooFewTracks(esdEvent);
 281     if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
 282     fTrkArray.Delete();
 283     delete trkTree;
 284     return fCurrentVertex;
 285   }
 286
 287   // vertex finder
 288   switch (fAlgo) {
 289     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 290     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 291     case 3: HelixVertexFinder();          break;
 292     case 4: VertexFinder(1);              break;
 293     case 5: VertexFinder(0);              break;
 294     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 295   }
 296   if(fDebug) printf(" vertex finding completed\n");
 297
 298   // vertex fitter
 299   VertexFitter(kTRUE);
 300   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
 301   fTrkArray.Delete();
 302   // ITERATION 2
 303   // propagate tracks to best between initVertex and fCurrentVertex
 304   // preselect tracks (reject for |d0|>fNSigma*sigma w.r.t. best
 305   //                   between initVertex and fCurrentVertex)
 306   nTrks = PrepareTracks(*trkTree,2);
 307   delete trkTree;
 308   if(fDebug) printf(" tracks prepared - step 2: %d\n",nTrks);
 309   if(nTrks < fMinTracks) {
 310     printf("TooFewTracks\n");
 311     TooFewTracks(esdEvent);
 312     if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
 313     fTrkArray.Delete();
 314     return fCurrentVertex;
 315   }
 316
 317   // vertex finder
 318   switch (fAlgo) {
 319     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 320     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 321     case 3: HelixVertexFinder();          break;
 322     case 4: VertexFinder(1);              break;
 323     case 5: VertexFinder(0);              break;
 324     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 325   }
 326   if(fDebug) printf(" vertex finding completed\n");
 327
 328   // fitter
 329   VertexFitter(kTRUE);
 330   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
 331
 332
 333   fTrkArray.Delete();
 334
 335   // take true pos from ESD
 336   Double_t tp[3];
 337   esdEvent->GetVertex()->GetTruePos(tp);
 338   fCurrentVertex->SetTruePos(tp);
 339   if(fNominalSigma[0]>1.) {
 340     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
 341   } else {
 342     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
 343   }
 344
 345   if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
 346   if(fTrksToSkip) delete [] fTrksToSkip;
 347
 348   // propagate tracks to found vertex
 349   if(TMath::Sqrt(fCurrentVertex->GetXv()*fCurrentVertex->GetXv()+fCurrentVertex->GetYv()*fCurrentVertex->GetYv())<3.) {
 350     for(Int_t ii=0; ii<entr; ii++) {
 351       AliESDtrack *et = esdEvent->GetTrack(ii);
 352       if(!et->GetStatus()&AliESDtrack::kITSin) continue;
 353       if(et->GetX()>3.) continue;
 354       et->RelateToVertex(fCurrentVertex,GetField(),100.);
 355     }
 356   } else {
 357     AliWarning("Found vertex outside beam pipe!");
 358   }
 359
 360   return fCurrentVertex;
 361 }
 362 //----------------------------------------------------------------------------
 363 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertexOld(const AliESD *esdEvent)
 364 {
 365 //
 366 // Primary vertex for current ESD event (one iteration with |d0rphi|<3cm)
 367 //
 368   fCurrentVertex = 0;
 369
 370   Int_t entr = (Int_t)esdEvent->GetNumberOfTracks();
 371   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
 372   AliESDtrack *esdTrack = 0;
 373   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
 374
 375   for(Int_t i=0; i<entr; i++) {
 376     AliESDtrack *et = esdEvent->GetTrack(i);
 377     esdTrack = new AliESDtrack(*et);
 378     if(!(esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSin)) {delete esdTrack;continue;}
 379     if(!(esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSrefit)) {delete esdTrack;continue;}
 380     Int_t nclus=esdTrack->GetNcls(0); // check number of clusters in ITS
 381     if(nclus<fMinITSClusters) continue;
 382
 383     trkTree->Fill();
 384     delete esdTrack;
 385   }
 386   //  delete esdTrack;
 387
 388   // preselect tracks and propagate them to initial vertex position
 389   Int_t nTrks = PrepareTracks(*trkTree,1);
 390   delete trkTree;
 391   if(fDebug) printf(" tracks prepared: %d\n",nTrks);
 392   if(nTrks < fMinTracks) {
 393     printf("TooFewTracks\n");
 394     fCurrentVertex = new AliESDVertex(0.,0.,-1);
 395     fTrkArray.Delete();
 396     return fCurrentVertex;
 397   }
 398
 399   // VERTEX FINDER
 400   switch (fAlgo) {
 401     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 402     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 403     case 3: HelixVertexFinder();          break;
 404     case 4: VertexFinder(1);              break;
 405     case 5: VertexFinder(0);              break;
 406     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 407   }
 408
 409   // VERTEX FITTER
 410   VertexFitter();
 411   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
 412
 413
 414   Double_t tp[3];
 415   esdEvent->GetVertex()->GetTruePos(tp);
 416   fCurrentVertex->SetTruePos(tp);
 417   fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracks");
 418
 419   fTrkArray.Delete();
 420   return fCurrentVertex;
 421 }
 422 //----------------------------------------------------------------------------
 423 AliVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TObjArray *trkArray) {
 424 //
 425 // Return vertex from array of tracks
 426 //
 427
 428   // get tracks and propagate them to initial vertex position
 429   Int_t nTrks = trkArray->GetEntriesFast();
 430   if(nTrks < fMinTracks) {
 431     printf("TooFewTracks\n");
 432     Double_t vtx[3]={0,0,0};
 433     fVert.SetXYZ(vtx);
 434     fVert.SetDispersion(999);
 435     fVert.SetNContributors(-5);
 436     fTrkArray.Delete();
 437     return &fVert;
 438   }
 439   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
 440   AliESDtrack *esdTrack = 0;
 441   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
 442   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++){
 443     esdTrack = (AliESDtrack*)trkArray->At(i);
 444     trkTree->Fill();
 445   }
 446
 447   AliVertex *vtx =  VertexForSelectedTracks(trkTree);
 448   delete trkTree;
 449   return vtx;
 450 }
 451
 452 //---------------------------------------------------------------------------
 453 void AliVertexerTracks::VertexFinder(Int_t optUseWeights) {
 454
 455   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
 456
 457   Double_t initPos[3];
 458   initPos[2] = 0.;
 459   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 460   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 461   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
 462   Double_t aversq[3]={0.,0.,0.};
 463   Double_t sigmasq[3]={0.,0.,0.};
 464   Double_t sigma=0;
 465   Int_t ncombi = 0;
 466   AliESDtrack *track1;
 467   AliESDtrack *track2;
 468   Double_t pos[3],dir[3];
 469   Double_t alpha,mindist;
 470   Double_t field=GetField();
 471
 472   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
 473     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 474     alpha=track1->GetAlpha();
 475     mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 476     track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 477     track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 478     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
 479
 480    //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
 481    //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line1);
 482
 483     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
 484       track2 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(j);
 485       alpha=track2->GetAlpha();
 486       mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 487       track2->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 488       track2->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 489       AliStrLine *line2 = new AliStrLine(pos,dir);
 490     //      AliStrLine *line2 = new AliStrLine();
 491     //  track2->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line2);
 492       Double_t distCA=line2->GetDCA(line1);
 493       if(fDCAcut<=0 || (fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
 494         Double_t pnt1[3],pnt2[3],crosspoint[3];
 495
 496         if(optUseWeights<=0){
 497           Int_t retcode = line2->Cross(line1,crosspoint);
 498           if(retcode>=0){
 499             ncombi++;
 500             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 501             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 502           }
 503         }
 504         if(optUseWeights>0){
 505           Int_t retcode = line1->CrossPoints(line2,pnt1,pnt2);
 506           if(retcode>=0){
 507             Double_t alpha, cs, sn;
 508             alpha=track1->GetAlpha();
 509             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 510             Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
 511             alpha=track2->GetAlpha();
 512             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 513             Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
 514             Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
 515             Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
 516             Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
 517             Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
 518             crosspoint[0]=wx1*pnt1[0] + wx2*pnt2[0];
 519             crosspoint[1]=wy1*pnt1[1] + wy2*pnt2[1];
 520             crosspoint[2]=wz1*pnt1[2] + wz2*pnt2[2];
 521
 522             ncombi++;
 523             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 524             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 525           }
 526         }
 527       }
 528       delete line2;
 529     }
 530     delete line1;
 531   }
 532   if(ncombi>0){
 533     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
 534       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
 535       aversq[jj]/=ncombi;
 536       sigmasq[jj]=aversq[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
 537       sigma+=sigmasq[jj];
 538     }
 539     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
 540   }
 541   else {
 542     Warning("VertexFinder","Finder did not succed");
 543     sigma=999;
 544   }
 545   fVert.SetXYZ(initPos);
 546   fVert.SetDispersion(sigma);
 547   fVert.SetNContributors(ncombi);
 548 }
 549 //---------------------------------------------------------------------------
 550 void AliVertexerTracks::HelixVertexFinder() {
 551
 552   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
 553
 554
 555   Double_t initPos[3];
 556   initPos[2] = 0.;
 557   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 558   Double_t field=GetField();
 559
 560   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 561
 562   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
 563   Double_t averquad[3]={0.,0.,0.};
 564   Double_t sigmaquad[3]={0.,0.,0.};
 565   Double_t sigma=0;
 566   Int_t ncombi = 0;
 567   AliESDtrack *track1;
 568   AliESDtrack *track2;
 569   Double_t distCA;
 570   Double_t x, par[5];
 571   Double_t alpha, cs, sn;
 572   Double_t crosspoint[3];
 573   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
 574     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 575
 576
 577     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
 578       track2 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(j);
 579
 580       distCA=track2->PropagateToDCA(track1,field);
 581
 582       if(fDCAcut<=0 ||(fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
 583         track1->GetExternalParameters(x,par);
 584         alpha=track1->GetAlpha();
 585         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 586         Double_t x1=x*cs - par[0]*sn;
 587         Double_t y1=x*sn + par[0]*cs;
 588         Double_t z1=par[1];
 589         Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
 590         track2->GetExternalParameters(x,par);
 591         alpha=track2->GetAlpha();
 592         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 593         Double_t x2=x*cs - par[0]*sn;
 594         Double_t y2=x*sn + par[0]*cs;
 595         Double_t z2=par[1];
 596         Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
 597         Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
 598         Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
 599         Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
 600         Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
 601         crosspoint[0]=wx1*x1 + wx2*x2;
 602         crosspoint[1]=wy1*y1 + wy2*y2;
 603         crosspoint[2]=wz1*z1 + wz2*z2;
 604
 605         ncombi++;
 606         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 607         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)averquad[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 608       }
 609     }
 610
 611   }
 612   if(ncombi>0){
 613     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
 614       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
 615       averquad[jj]/=ncombi;
 616       sigmaquad[jj]=averquad[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
 617       sigma+=sigmaquad[jj];
 618     }
 619     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
 620   }
 621   else {
 622     Warning("HelixVertexFinder","Finder did not succed");
 623     sigma=999;
 624   }
 625   fVert.SetXYZ(initPos);
 626   fVert.SetDispersion(sigma);
 627   fVert.SetNContributors(ncombi);
 628 }
 629 //---------------------------------------------------------------------------
 630 void AliVertexerTracks::StrLinVertexFinderMinDist(Int_t optUseWeights){
 631
 632   // Calculate the point at minimum distance to prepared tracks
 633
 634   Double_t initPos[3];
 635   initPos[2] = 0.;
 636   Double_t sigma=0;
 637   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 638   const Int_t knacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 639   Double_t field=GetField();
 640
 641   AliESDtrack *track1;
 642   Double_t (*vectP0)[3]=new Double_t [knacc][3];
 643   Double_t (*vectP1)[3]=new Double_t [knacc][3];
 644
 645   Double_t sum[3][3];
 646   Double_t dsum[3]={0,0,0};
 647   for(Int_t i=0;i<3;i++)
 648     for(Int_t j=0;j<3;j++)sum[i][j]=0;
 649   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 650     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 651     Double_t alpha=track1->GetAlpha();
 652     Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 653     Double_t pos[3],dir[3];
 654     track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 655     track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 656     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
 657     //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
 658     //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line1);
 659
 660     Double_t p0[3],cd[3];
 661     line1->GetP0(p0);
 662     line1->GetCd(cd);
 663     Double_t p1[3]={p0[0]+cd[0],p0[1]+cd[1],p0[2]+cd[2]};
 664     vectP0[i][0]=p0[0];
 665     vectP0[i][1]=p0[1];
 666     vectP0[i][2]=p0[2];
 667     vectP1[i][0]=p1[0];
 668     vectP1[i][1]=p1[1];
 669     vectP1[i][2]=p1[2];
 670
 671     Double_t matr[3][3];
 672     Double_t dknow[3];
 673     if(optUseWeights==0)GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,matr,dknow);
 674     if(optUseWeights==1){
 675       Double_t sigmasq[3];
 676       sigmasq[0]=track1->GetSigmaY2();
 677       sigmasq[1]=track1->GetSigmaY2();
 678       sigmasq[2]=track1->GetSigmaZ2();
 679       GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,sigmasq,matr,dknow);
 680     }
 681
 682     for(Int_t iii=0;iii<3;iii++){
 683       dsum[iii]+=dknow[iii];
 684       for(Int_t lj=0;lj<3;lj++) sum[iii][lj]+=matr[iii][lj];
 685     }
 686     delete line1;
 687   }
 688
 689   Double_t vett[3][3];
 690   Double_t det=GetDeterminant3X3(sum);
 691
 692    if(det!=0){
 693      for(Int_t zz=0;zz<3;zz++){
 694        for(Int_t ww=0;ww<3;ww++){
 695          for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[ww][kk]=sum[ww][kk];
 696        }
 697        for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[kk][zz]=dsum[kk];
 698        initPos[zz]=GetDeterminant3X3(vett)/det;
 699      }
 700
 701
 702      for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 703        Double_t p0[3]={0,0,0},p1[3]={0,0,0};
 704        for(Int_t ii=0;ii<3;ii++){
 705          p0[ii]=vectP0[i][ii];
 706          p1[ii]=vectP1[i][ii];
 707        }
 708        sigma+=GetStrLinMinDist(p0,p1,initPos);
 709      }
 710
 711      sigma=TMath::Sqrt(sigma);
 712    }else{
 713     Warning("StrLinVertexFinderMinDist","Finder did not succed");
 714     sigma=999;
 715   }
 716   delete vectP0;
 717   delete vectP1;
 718   fVert.SetXYZ(initPos);
 719   fVert.SetDispersion(sigma);
 720   fVert.SetNContributors(knacc);
 721 }
 722 //_______________________________________________________________________
 723 Double_t AliVertexerTracks::GetDeterminant3X3(Double_t matr[][3]){
 724   //
 725   Double_t det=matr[0][0]*matr[1][1]*matr[2][2]-matr[0][0]*matr[1][2]*matr[2][1]-matr[0][1]*matr[1][0]*matr[2][2]+matr[0][1]*matr[1][2]*matr[2][0]+matr[0][2]*matr[1][0]*matr[2][1]-matr[0][2]*matr[1][1]*matr[2][0];
 726  return det;
 727 }
 728 //____________________________________________________________________________
 729 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t (*m)[3],Double_t *d){
 730
 731   //
 732   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 733   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 734   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 735   Double_t kk=x12*x12+y12*y12+z12*z12;
 736   m[0][0]=2-2/kk*x12*x12;
 737   m[0][1]=-2/kk*x12*y12;
 738   m[0][2]=-2/kk*x12*z12;
 739   m[1][0]=-2/kk*x12*y12;
 740   m[1][1]=2-2/kk*y12*y12;
 741   m[1][2]=-2/kk*y12*z12;
 742   m[2][0]=-2/kk*x12*z12;
 743   m[2][1]=-2*y12*z12;
 744   m[2][2]=2-2/kk*z12*z12;
 745   d[0]=2*p0[0]-2/kk*p0[0]*x12*x12-2/kk*p0[2]*x12*z12-2/kk*p0[1]*x12*y12;
 746   d[1]=2*p0[1]-2/kk*p0[1]*y12*y12-2/kk*p0[0]*x12*y12-2/kk*p0[2]*z12*y12;
 747   d[2]=2*p0[2]-2/kk*p0[2]*z12*z12-2/kk*p0[0]*x12*z12-2/kk*p0[1]*z12*y12;
 748
 749 }
 750 //____________________________________________________________________________
 751 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *sigmasq,Double_t (*m)[3],Double_t *d){
 752   //
 753   Double_t x12=p1[0]-p0[0];
 754   Double_t y12=p1[1]-p0[1];
 755   Double_t z12=p1[2]-p0[2];
 756
 757   Double_t den= x12*x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]+y12*y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]+z12*z12*sigmasq[0]*sigmasq[1];
 758
 759   Double_t kk= 2*(x12*x12/sigmasq[0]+y12*y12/sigmasq[1]+z12*z12/sigmasq[2]);
 760
 761   Double_t cc[3];
 762   cc[0]=-x12/sigmasq[0];
 763   cc[1]=-y12/sigmasq[1];
 764   cc[2]=-z12/sigmasq[2];
 765
 766   Double_t ww=(-p0[0]*x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]-p0[1]*y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]-p0[2]*z12*sigmasq[0]*sigmasq[1])/den;
 767
 768   Double_t ss= -p0[0]*cc[0]-p0[1]*cc[1]-p0[2]*cc[2];
 769
 770   Double_t aa[3];
 771   aa[0]=x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]/den;
 772   aa[1]=y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]/den;
 773   aa[2]=z12*sigmasq[0]*sigmasq[1]/den;
 774
 775   m[0][0]=aa[0]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[0]*aa[0]+2/sigmasq[0];
 776   m[0][1]=aa[1]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[1]*aa[0];
 777   m[0][2]=aa[2]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[2]*aa[0];
 778
 779   m[1][0]=aa[0]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[0]*aa[1];
 780   m[1][1]=aa[1]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[1]*aa[1]+2/sigmasq[1];
 781   m[1][2]=aa[2]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[2]*aa[1];
 782
 783   m[2][0]=aa[0]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[0]*aa[2];
 784   m[2][1]=aa[1]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[1]*aa[2];
 785   m[2][2]=aa[2]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[2]*aa[2]+2/sigmasq[2];
 786
 787   d[0]=-ww*(aa[0]*kk+2*cc[0])-2*ss*aa[0]+2*p0[0]/sigmasq[0];
 788   d[1]=-ww*(aa[1]*kk+2*cc[1])-2*ss*aa[1]+2*p0[1]/sigmasq[1];
 789   d[2]=-ww*(aa[2]*kk+2*cc[2])-2*ss*aa[2]+2*p0[2]/sigmasq[2];
 790
 791   }
 792 //_____________________________________________________________________________
 793 Double_t AliVertexerTracks::GetStrLinMinDist(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *x0){
 794   //
 795   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 796   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 797   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 798   Double_t x10=p0[0]-x0[0];
 799   Double_t y10=p0[1]-x0[1];
 800   Double_t z10=p0[2]-x0[2];
 801   return ((x10*x10+y10*y10+z10*z10)*(x12*x12+y12*y12+z12*z12)-(x10*x12+y10*y12+z10*z12)*(x10*x12+y10*y12+z10*z12))/(x12*x12+y12*y12+z12*z12);
 802 }
 803 //---------------------------------------------------------------------------
 804 void AliVertexerTracks::VertexFitter(Bool_t useNominalVtx) {
 805 //
 806 // The optimal estimate of the vertex position is given by a "weighted
 807 // average of tracks positions"
 808 // Original method: CMS Note 97/0051
 809 //
 810   Double_t initPos[3];
 811   fVert.GetXYZ(initPos);
 812   if(fDebug) {
 813     printf(" VertexFitter(): start\n");
 814     printf(" Number of tracks in array: %d\n",(Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast());
 815     printf(" Minimum # tracks required in fit: %d\n",fMinTracks);
 816     printf("Vertex position after finder: %f,%f,%f\n",initPos[0],initPos[1],initPos[2]);
 817     if(useNominalVtx) printf(" This vertex will be used in fit: (%f+-%f,%f+-%f)\n",fNominalPos[0],fNominalSigma[0],fNominalPos[1],fNominalSigma[1]);
 818   }
 819
 820   Int_t i,j,k,step=0;
 821   TMatrixD rv(3,1);
 822   TMatrixD vV(3,3);
 823   rv(0,0) = initPos[0];
 824   rv(1,0) = initPos[1];
 825   rv(2,0) = 0.;
 826   Double_t xlStart,alpha;
 827   Double_t rotAngle;
 828   Double_t cosRot,sinRot;
 829   Double_t cc[15];
 830   Int_t nUsedTrks;
 831   Double_t chi2,chi2i;
 832   Int_t arrEntries = (Int_t)fTrkArray.GetEntries();
 833   AliESDtrack *t = 0;
 834   Int_t failed = 0;
 835
 836   // 2 steps:
 837   // 1st - estimate of vtx using all tracks
 838   // 2nd - estimate of global chi2
 839   for(step=0; step<2; step++) {
 840     if(fDebug) printf(" step = %d\n",step);
 841     chi2 = 0.;
 842     nUsedTrks = 0;
 843
 844     TMatrixD sumWiri(3,1);
 845     TMatrixD sumWi(3,3);
 846     for(i=0; i<3; i++) {
 847       sumWiri(i,0) = 0.;
 848       for(j=0; j<3; j++) sumWi(j,i) = 0.;
 849     }
 850
 851     if(useNominalVtx) {
 852       for(i=0; i<3; i++) {
 853         sumWiri(i,0) += fNominalPos[i]/fNominalSigma[i]/fNominalSigma[i];
 854         sumWi(i,i)   += 1./fNominalSigma[i]/fNominalSigma[i];
 855       }
 856     }
 857
 858
 859     // loop on tracks
 860     for(k=0; k<arrEntries; k++) {
 861       // get track from track array
 862       t = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(k);
 863       alpha = t->GetAlpha();
 864       xlStart = initPos[0]*TMath::Cos(alpha)+initPos[1]*TMath::Sin(alpha);
 865       t->AliExternalTrackParam::PropagateTo(xlStart,AliTracker::GetBz());   // to vtxSeed
 866       rotAngle = alpha;
 867       if(alpha<0.) rotAngle += 2.*TMath::Pi();
 868       cosRot = TMath::Cos(rotAngle);
 869       sinRot = TMath::Sin(rotAngle);
 870
 871       // vector of track global coordinates
 872       TMatrixD ri(3,1);
 873       ri(0,0) = t->GetX()*cosRot-t->GetY()*sinRot;
 874       ri(1,0) = t->GetX()*sinRot+t->GetY()*cosRot;
 875       ri(2,0) = t->GetZ();
 876
 877       // matrix to go from global (x,y,z) to local (y,z);
 878       TMatrixD qQi(2,3);
 879       qQi(0,0) = -sinRot;
 880       qQi(0,1) = cosRot;
 881       qQi(0,2) = 0.;
 882       qQi(1,0) = 0.;
 883       qQi(1,1) = 0.;
 884       qQi(1,2) = 1.;
 885
 886       // covariance matrix of local (y,z) - inverted
 887       TMatrixD uUi(2,2);
 888       t->GetExternalCovariance(cc);
 889       uUi(0,0) = cc[0];
 890       uUi(0,1) = cc[1];
 891       uUi(1,0) = cc[1];
 892       uUi(1,1) = cc[2];
 893
 894       // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
 895       if(uUi.Determinant() <= 0.) continue;
 896       TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
 897       TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
 898       TMatrixD wWi(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
 899
 900       // track chi2
 901       TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
 902       TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
 903       chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
 904               deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
 905               deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
 906
 907
 908       // add to total chi2
 909       chi2 += chi2i;
 910
 911       TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri);
 912
 913       sumWiri += wWiri;
 914       sumWi   += wWi;
 915
 916       nUsedTrks++;
 917     } // end loop on tracks
 918
 919     if(nUsedTrks < fMinTracks) {
 920       failed=1;
 921       continue;
 922     }
 923
 924     Double_t determinant = sumWi.Determinant();
 925     //cerr<<" determinant: "<<determinant<<endl;
 926     if(determinant < 100.)  {
 927       printf("det(V) = 0\n");
 928       failed=1;
 929       continue;
 930     }
 931
 932     // inverted of weights matrix
 933     TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
 934     vV = invsumWi;
 935
 936     // position of primary vertex
 937     rv.Mult(vV,sumWiri);
 938
 939   } // end loop on the 2 steps
 940
 941   // delete t;
 942
 943   if(failed) {
 944     printf("TooFewTracks\n");
 945     fCurrentVertex = new AliESDVertex(0.,0.,-1);
 946     return;
 947   }
 948
 949   Double_t position[3];
 950   position[0] = rv(0,0);
 951   position[1] = rv(1,0);
 952   position[2] = rv(2,0);
 953   Double_t covmatrix[6];
 954   covmatrix[0] = vV(0,0);
 955   covmatrix[1] = vV(0,1);
 956   covmatrix[2] = vV(1,1);
 957   covmatrix[3] = vV(0,2);
 958   covmatrix[4] = vV(1,2);
 959   covmatrix[5] = vV(2,2);
 960
 961   // store data in the vertex object
 962   fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nUsedTrks);
 963
 964   if(fDebug) {
 965     printf(" VertexFitter(): finish\n");
 966     printf(" rv = ( %f , %f , %f )\n\n",rv(0,0),rv(1,0),rv(2,0));
 967     fCurrentVertex->PrintStatus();
 968   }
 969
 970   return;
 971 }
 972 //---------------------------------------------------------------------------
 973 void AliVertexerTracks::TooFewTracks(const AliESD* esdEvent) {
 974 //
 975 // When the number of tracks is < fMinTracks
 976 //
 977
 978   // deal with vertices not found
 979   Double_t pos[3],err[3];
 980   Int_t    ncontr=0;
 981   pos[0] = fNominalPos[0];
 982   err[0] = fNominalSigma[0];
 983   pos[1] = fNominalPos[1];
 984   err[1] = fNominalSigma[1];
 985   pos[2] = esdEvent->GetVertex()->GetZv();
 986   err[2] = esdEvent->GetVertex()->GetZRes();
 987   if(err[0]>1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()<=0)
 988     ncontr = -1; // (x,y,z) = (0,0,0)
 989   if(err[0]>1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()>0)
 990     ncontr = -2; // (x,y,z) = (0,0,z_fromSPD)
 991   if(err[0]<1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()<=0)
 992     ncontr = -3; // (x,y,z) = (x_mean,y_mean,0)
 993   if(err[0]<1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()>0)
 994     ncontr = -4; // (x,y,z) = (x_mean,y_mean,z_fromSPD)
 995   fCurrentVertex = 0;
 996   fCurrentVertex = new AliESDVertex(pos,err);
 997   fCurrentVertex->SetNContributors(ncontr);
 998
 999   Double_t tp[3];
1000   esdEvent->GetVertex()->GetTruePos(tp);
1001   fCurrentVertex->SetTruePos(tp);
1002   fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
1003   if(ncontr==-1||ncontr==-2)
1004     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
1005
1006   return;
1007 }
1008