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(1),
  46 fMinITSClusters(5),
  47 fTrkArray(),
  48 fTrksToSkip(0),
  49 fNTrksToSkip(0),
  50 fDCAcut(0),
  51 fAlgo(1),
  52 fNSigma(3),
  53 fITSin(kTRUE),
  54 fITSrefit(kTRUE),
  55 fDebug(0)
  56 {
  57 //
  58 // Default constructor
  59 //
  60   SetVtxStart();
  61   SetVtxStartSigma();
  62   SetMinTracks();
  63   SetMinITSClusters();
  64   SetNSigmad0();
  65 }
  66 //-----------------------------------------------------------------------------
  67 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks(Double_t xStart, Double_t yStart):
  68 TObject(),
  69 fVert(),
  70 fCurrentVertex(0),
  71 fMinTracks(1),
  72 fMinITSClusters(5),
  73 fTrkArray(),
  74 fTrksToSkip(0),
  75 fNTrksToSkip(0),
  76 fDCAcut(0),
  77 fAlgo(1),
  78 fNSigma(3),
  79 fITSin(kTRUE),
  80 fITSrefit(kTRUE),
  81 fDebug(0)
  82 {
  83 //
  84 // Standard constructor
  85 //
  86   SetVtxStart(xStart,yStart);
  87   SetVtxStartSigma();
  88   SetMinTracks();
  89   SetMinITSClusters();
  90   SetNSigmad0();
  91 }
  92 //-----------------------------------------------------------------------------
  93 AliVertexerTracks::~AliVertexerTracks() {
  94   // Default Destructor
  95   // The objects pointed by the following pointer are not owned
  96   // by this class and are not deleted
  97   fCurrentVertex = 0;
  98   delete[] fTrksToSkip;
  99 }
 100 //----------------------------------------------------------------------------
 101 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(const AliESD *esdEvent)
 102 {
 103 //
 104 // Primary vertex for current ESD event
 105 // (Two iterations:
 106 //  1st with 5*fNSigma*sigma(pt) cut w.r.t. to initial vertex;
 107 //  2nd with fNSigma*sigma(pt) cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration)
 108 // All ESD tracks with inside the beam pipe are then propagated to found vertex
 109 //
 110   fCurrentVertex = 0;
 111
 112   Int_t nTrksTot = (Int_t)esdEvent->GetNumberOfTracks();
 113   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
 114   AliESDtrack *esdTrack = 0;
 115   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
 116
 117   Bool_t   skipThis;
 118   for(Int_t i=0; i<nTrksTot; i++) {
 119     // check tracks to skip
 120     skipThis = kFALSE;
 121     for(Int_t j=0; j<fNTrksToSkip; j++) {
 122       if(i==fTrksToSkip[j]) {
 123         if(fDebug) printf("skipping track: %d\n",i);
 124         skipThis = kTRUE;
 125       }
 126     }
 127     AliESDtrack *et = esdEvent->GetTrack(i);
 128     esdTrack = new AliESDtrack(*et);
 129     if(skipThis) {delete esdTrack;continue;}
 130     if(fITSin) {
 131       if(!(esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSin)) {delete esdTrack;continue;}
 132       if(fITSrefit && !(esdTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kITSrefit)) {delete esdTrack;continue;}
 133       Int_t nclus=esdTrack->GetNcls(0); // check number of clusters in ITS
 134       if(nclus<fMinITSClusters) {delete esdTrack;continue;}
 135     }
 136     trkTree->Fill();
 137     delete esdTrack;
 138   }
 139
 140
 141   // ITERATION 1
 142   // propagate tracks to initVertex
 143   // preselect them  (reject for |d0|>5*fNSigma*sigma w.r.t. initVertex)
 144   Int_t nTrksPrep;
 145   nTrksPrep = PrepareTracks(*trkTree,1);
 146   if(fDebug) printf(" tracks prepared - step 1: %d\n",nTrksPrep);
 147   if(nTrksPrep < fMinTracks) {
 148     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
 149     TooFewTracks(esdEvent);
 150     if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
 151     fTrkArray.Delete();
 152     delete trkTree;
 153     return fCurrentVertex;
 154   }
 155
 156   if(nTrksPrep==1){
 157     if(fDebug) printf("Just one track\n");
 158     OneTrackVertFinder();
 159   }else{
 160   // vertex finder
 161     switch (fAlgo) {
 162     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 163     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 164     case 3: HelixVertexFinder();          break;
 165     case 4: VertexFinder(1);              break;
 166     case 5: VertexFinder(0);              break;
 167     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 168     }
 169   }
 170   if(fDebug) printf(" vertex finding completed\n");
 171
 172   // vertex fitter
 173   VertexFitter(kTRUE);
 174   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
 175   fTrkArray.Delete();
 176   // ITERATION 2
 177   // propagate tracks to best between initVertex and fCurrentVertex
 178   // preselect tracks (reject for |d0|>fNSigma*sigma w.r.t. best
 179   //                   between initVertex and fCurrentVertex)
 180   nTrksPrep = PrepareTracks(*trkTree,2);
 181   delete trkTree;
 182   if(fDebug) printf(" tracks prepared - step 2: %d\n",nTrksPrep);
 183   if(nTrksPrep < fMinTracks) {
 184     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
 185     TooFewTracks(esdEvent);
 186     if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
 187     fTrkArray.Delete();
 188     return fCurrentVertex;
 189   }
 190
 191   // vertex finder
 192   if(nTrksPrep==1){
 193     if(fDebug) printf("Just one track\n");
 194     OneTrackVertFinder();
 195   }else{
 196     switch (fAlgo) {
 197     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
 198     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
 199     case 3: HelixVertexFinder();          break;
 200     case 4: VertexFinder(1);              break;
 201     case 5: VertexFinder(0);              break;
 202     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;
 203     }
 204   }
 205   if(fDebug) printf(" vertex finding completed\n");
 206
 207   // fitter
 208   VertexFitter(kTRUE);
 209   if(fDebug) printf(" vertex fit completed\n");
 210
 211
 212   // take true pos from ESD
 213   Double_t tp[3];
 214   esdEvent->GetVertex()->GetTruePos(tp);
 215   fCurrentVertex->SetTruePos(tp);
 216   if(fNominalCov[0]>1.) {
 217     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
 218   } else {
 219     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
 220   }
 221
 222
 223   // propagate tracks to found vertex
 224   if(TMath::Sqrt(fCurrentVertex->GetXv()*fCurrentVertex->GetXv()+fCurrentVertex->GetYv()*fCurrentVertex->GetYv())<3.) {
 225     for(Int_t ii=0; ii<nTrksTot; ii++) {
 226       AliESDtrack *et = esdEvent->GetTrack(ii);
 227       if(!(et->GetStatus()&AliESDtrack::kITSin)) continue;
 228       if(et->GetX()>3.) continue;
 229       et->RelateToVertex(fCurrentVertex,GetField(),100.);
 230     }
 231   } else {
 232     AliWarning("Found vertex outside beam pipe!");
 233   }
 234
 235   // set indices of used tracks
 236   UShort_t *indices = 0;
 237   AliESDtrack *ett = 0;
 238   if(fCurrentVertex->GetNContributors()>0) {
 239     indices = new UShort_t[fCurrentVertex->GetNContributors()];
 240     for(Int_t jj=0;jj<(Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();jj++) {
 241       ett = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(jj);
 242       indices[jj] = (UShort_t)ett->GetID();
 243     }
 244     fCurrentVertex->SetIndices(fCurrentVertex->GetNContributors(),indices);
 245   }
 246   delete [] indices;
 247   fTrkArray.Delete();
 248
 249   if(fTrksToSkip) delete [] fTrksToSkip;
 250
 251
 252   if(fDebug) fCurrentVertex->PrintStatus();
 253   if(fDebug) fCurrentVertex->PrintIndices();
 254
 255   return fCurrentVertex;
 256 }
 257 //------------------------------------------------------------------------
 258 Double_t AliVertexerTracks::GetDeterminant3X3(Double_t matr[][3]){
 259   //
 260   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];
 261  return det;
 262 }
 263 //-------------------------------------------------------------------------
 264 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t (*m)[3],Double_t *d){
 265
 266   //
 267   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 268   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 269   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 270   Double_t kk=x12*x12+y12*y12+z12*z12;
 271   m[0][0]=2-2/kk*x12*x12;
 272   m[0][1]=-2/kk*x12*y12;
 273   m[0][2]=-2/kk*x12*z12;
 274   m[1][0]=-2/kk*x12*y12;
 275   m[1][1]=2-2/kk*y12*y12;
 276   m[1][2]=-2/kk*y12*z12;
 277   m[2][0]=-2/kk*x12*z12;
 278   m[2][1]=-2*y12*z12;
 279   m[2][2]=2-2/kk*z12*z12;
 280   d[0]=2*p0[0]-2/kk*p0[0]*x12*x12-2/kk*p0[2]*x12*z12-2/kk*p0[1]*x12*y12;
 281   d[1]=2*p0[1]-2/kk*p0[1]*y12*y12-2/kk*p0[0]*x12*y12-2/kk*p0[2]*z12*y12;
 282   d[2]=2*p0[2]-2/kk*p0[2]*z12*z12-2/kk*p0[0]*x12*z12-2/kk*p0[1]*z12*y12;
 283
 284 }
 285 //--------------------------------------------------------------------------
 286 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *sigmasq,Double_t (*m)[3],Double_t *d){
 287   //
 288   Double_t x12=p1[0]-p0[0];
 289   Double_t y12=p1[1]-p0[1];
 290   Double_t z12=p1[2]-p0[2];
 291
 292   Double_t den= x12*x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]+y12*y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]+z12*z12*sigmasq[0]*sigmasq[1];
 293
 294   Double_t kk= 2*(x12*x12/sigmasq[0]+y12*y12/sigmasq[1]+z12*z12/sigmasq[2]);
 295
 296   Double_t cc[3];
 297   cc[0]=-x12/sigmasq[0];
 298   cc[1]=-y12/sigmasq[1];
 299   cc[2]=-z12/sigmasq[2];
 300
 301   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;
 302
 303   Double_t ss= -p0[0]*cc[0]-p0[1]*cc[1]-p0[2]*cc[2];
 304
 305   Double_t aa[3];
 306   aa[0]=x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]/den;
 307   aa[1]=y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]/den;
 308   aa[2]=z12*sigmasq[0]*sigmasq[1]/den;
 309
 310   m[0][0]=aa[0]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[0]*aa[0]+2/sigmasq[0];
 311   m[0][1]=aa[1]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[1]*aa[0];
 312   m[0][2]=aa[2]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[2]*aa[0];
 313
 314   m[1][0]=aa[0]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[0]*aa[1];
 315   m[1][1]=aa[1]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[1]*aa[1]+2/sigmasq[1];
 316   m[1][2]=aa[2]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[2]*aa[1];
 317
 318   m[2][0]=aa[0]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[0]*aa[2];
 319   m[2][1]=aa[1]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[1]*aa[2];
 320   m[2][2]=aa[2]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[2]*aa[2]+2/sigmasq[2];
 321
 322   d[0]=-ww*(aa[0]*kk+2*cc[0])-2*ss*aa[0]+2*p0[0]/sigmasq[0];
 323   d[1]=-ww*(aa[1]*kk+2*cc[1])-2*ss*aa[1]+2*p0[1]/sigmasq[1];
 324   d[2]=-ww*(aa[2]*kk+2*cc[2])-2*ss*aa[2]+2*p0[2]/sigmasq[2];
 325
 326   }
 327 //--------------------------------------------------------------------------
 328 Double_t AliVertexerTracks::GetStrLinMinDist(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *x0){
 329   //
 330   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
 331   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
 332   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
 333   Double_t x10=p0[0]-x0[0];
 334   Double_t y10=p0[1]-x0[1];
 335   Double_t z10=p0[2]-x0[2];
 336   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);
 337 }
 338 //---------------------------------------------------------------------------
 339 void AliVertexerTracks::OneTrackVertFinder() {
 340   // find vertex for events with 1 track, using DCA to nominal beam axis
 341   if(fDebug) printf("Number of prepared tracks =%d - Call OneTrackVertFinder",fTrkArray.GetEntries());
 342   AliESDtrack *track1;
 343   track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(0);
 344   Double_t field=GetField();
 345   Double_t alpha=track1->GetAlpha();
 346   Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 347   Double_t pos[3],dir[3];
 348   track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 349   track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 350   AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
 351   Double_t p1[3]={fNominalPos[0],fNominalPos[1],0.};
 352   Double_t p2[3]={fNominalPos[0],fNominalPos[1],10.};
 353   AliStrLine *zeta=new AliStrLine(p1,p2,kTRUE);
 354   Double_t crosspoint[3]={0.,0.,0.};
 355   Double_t sigma=999.;
 356   Int_t nContrib=-1;
 357   Int_t retcode = zeta->Cross(line1,crosspoint);
 358   if(retcode>=0){
 359     sigma=line1->GetDistFromPoint(crosspoint);
 360     nContrib=1;
 361   }
 362   delete zeta;
 363   delete line1;
 364   fVert.SetXYZ(crosspoint);
 365   fVert.SetDispersion(sigma);
 366   fVert.SetNContributors(nContrib);
 367 }
 368 //---------------------------------------------------------------------------
 369 void AliVertexerTracks::HelixVertexFinder() {
 370
 371   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
 372
 373
 374   Double_t initPos[3];
 375   initPos[2] = 0.;
 376   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 377   Double_t field=GetField();
 378
 379   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 380
 381   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
 382   Double_t averquad[3]={0.,0.,0.};
 383   Double_t sigmaquad[3]={0.,0.,0.};
 384   Double_t sigma=0;
 385   Int_t ncombi = 0;
 386   AliESDtrack *track1;
 387   AliESDtrack *track2;
 388   Double_t distCA;
 389   Double_t x, par[5];
 390   Double_t alpha, cs, sn;
 391   Double_t crosspoint[3];
 392   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
 393     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 394
 395
 396     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
 397       track2 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(j);
 398
 399       distCA=track2->PropagateToDCA(track1,field);
 400
 401       if(fDCAcut<=0 ||(fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
 402         track1->GetExternalParameters(x,par);
 403         alpha=track1->GetAlpha();
 404         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 405         Double_t x1=x*cs - par[0]*sn;
 406         Double_t y1=x*sn + par[0]*cs;
 407         Double_t z1=par[1];
 408         Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
 409         track2->GetExternalParameters(x,par);
 410         alpha=track2->GetAlpha();
 411         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 412         Double_t x2=x*cs - par[0]*sn;
 413         Double_t y2=x*sn + par[0]*cs;
 414         Double_t z2=par[1];
 415         Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
 416         Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
 417         Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
 418         Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
 419         Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
 420         crosspoint[0]=wx1*x1 + wx2*x2;
 421         crosspoint[1]=wy1*y1 + wy2*y2;
 422         crosspoint[2]=wz1*z1 + wz2*z2;
 423
 424         ncombi++;
 425         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 426         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)averquad[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 427       }
 428     }
 429
 430   }
 431   if(ncombi>0){
 432     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
 433       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
 434       averquad[jj]/=ncombi;
 435       sigmaquad[jj]=averquad[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
 436       sigma+=sigmaquad[jj];
 437     }
 438     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
 439   }
 440   else {
 441     Warning("HelixVertexFinder","Finder did not succed");
 442     sigma=999;
 443   }
 444   fVert.SetXYZ(initPos);
 445   fVert.SetDispersion(sigma);
 446   fVert.SetNContributors(ncombi);
 447 }
 448 //----------------------------------------------------------------------------
 449 Int_t AliVertexerTracks::PrepareTracks(TTree &trkTree,Int_t OptImpParCut) {
 450 //
 451 // Propagate tracks to initial vertex position and store them in a TObjArray
 452 //
 453   Double_t maxd0rphi = 3.;
 454   Int_t    nTrks    = 0;
 455   Double_t sigmaCurr[3];
 456   Float_t  d0z0[2],covd0z0[3];
 457   Double_t sigma;
 458   Double_t field=GetField();
 459
 460   AliESDVertex *initVertex = new AliESDVertex(fNominalPos,fNominalCov,1,1);
 461
 462   Int_t    nEntries = (Int_t)trkTree.GetEntries();
 463   if(!fTrkArray.IsEmpty()) fTrkArray.Delete();
 464
 465   if(fDebug) {
 466     printf(" PrepareTracks()\n");
 467   }
 468
 469   for(Int_t i=0; i<nEntries; i++) {
 470     AliESDtrack *track = new AliESDtrack;
 471     trkTree.SetBranchAddress("tracks",&track);
 472     trkTree.GetEvent(i);
 473
 474     // propagate track to vertex
 475     if(OptImpParCut==1) { // OptImpParCut==1
 476       track->RelateToVertex(initVertex,field,100.);
 477     } else {              // OptImpParCut==2
 478       fCurrentVertex->GetSigmaXYZ(sigmaCurr);
 479       if((sigmaCurr[0]+sigmaCurr[1])<(TMath::Sqrt(fNominalCov[0])+TMath::Sqrt(fNominalCov[2]))) {
 480         track->RelateToVertex(fCurrentVertex,field,100.);
 481       } else {
 482         track->RelateToVertex(initVertex,field,100.);
 483       }
 484     }
 485
 486     // select tracks with d0rphi < maxd0rphi
 487     track->GetImpactParameters(d0z0,covd0z0);
 488     sigma = TMath::Sqrt(covd0z0[0]);
 489     maxd0rphi = fNSigma*sigma;
 490     if(OptImpParCut==1) maxd0rphi *= 5.;
 491
 492     if(fDebug) printf("trk %d; lab %d; |d0| = %f;  cut = %f\n",i,track->GetLabel(),TMath::Abs(d0z0[0]),maxd0rphi);
 493     if(TMath::Abs(d0z0[0]) > maxd0rphi) {
 494       if(fDebug) printf("     rejected\n");
 495       delete track; continue;
 496     }
 497
 498     fTrkArray.AddLast(track);
 499     nTrks++;
 500   }
 501
 502   delete initVertex;
 503
 504   return nTrks;
 505 }
 506 //---------------------------------------------------------------------------
 507 void AliVertexerTracks::SetSkipTracks(Int_t n,Int_t *skipped) {
 508 //
 509 // Mark the tracks not ot be used in the vertex finding
 510 //
 511   fNTrksToSkip = n;
 512   fTrksToSkip = new Int_t[n];
 513   for(Int_t i=0;i<n;i++) fTrksToSkip[i] = skipped[i];
 514   return;
 515 }
 516 //---------------------------------------------------------------------------
 517 void  AliVertexerTracks::SetVtxStart(AliESDVertex *vtx) {
 518 //
 519 // Set initial vertex knowledge
 520 //
 521   vtx->GetXYZ(fNominalPos);
 522   vtx->GetCovMatrix(fNominalCov);
 523   return;
 524 }
 525 //---------------------------------------------------------------------------
 526 void AliVertexerTracks::StrLinVertexFinderMinDist(Int_t optUseWeights){
 527
 528   // Calculate the point at minimum distance to prepared tracks
 529
 530   Double_t initPos[3];
 531   initPos[2] = 0.;
 532   Double_t sigma=0;
 533   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 534   const Int_t knacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 535   Double_t field=GetField();
 536
 537   AliESDtrack *track1;
 538   Double_t (*vectP0)[3]=new Double_t [knacc][3];
 539   Double_t (*vectP1)[3]=new Double_t [knacc][3];
 540
 541   Double_t sum[3][3];
 542   Double_t dsum[3]={0,0,0};
 543   for(Int_t i=0;i<3;i++)
 544     for(Int_t j=0;j<3;j++)sum[i][j]=0;
 545   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 546     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 547     Double_t alpha=track1->GetAlpha();
 548     Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 549     Double_t pos[3],dir[3];
 550     track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 551     track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 552     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
 553     //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
 554     //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line1);
 555
 556     Double_t p0[3],cd[3];
 557     line1->GetP0(p0);
 558     line1->GetCd(cd);
 559     Double_t p1[3]={p0[0]+cd[0],p0[1]+cd[1],p0[2]+cd[2]};
 560     vectP0[i][0]=p0[0];
 561     vectP0[i][1]=p0[1];
 562     vectP0[i][2]=p0[2];
 563     vectP1[i][0]=p1[0];
 564     vectP1[i][1]=p1[1];
 565     vectP1[i][2]=p1[2];
 566
 567     Double_t matr[3][3];
 568     Double_t dknow[3];
 569     if(optUseWeights==0)GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,matr,dknow);
 570     if(optUseWeights==1){
 571       Double_t sigmasq[3];
 572       sigmasq[0]=track1->GetSigmaY2();
 573       sigmasq[1]=track1->GetSigmaY2();
 574       sigmasq[2]=track1->GetSigmaZ2();
 575       GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,sigmasq,matr,dknow);
 576     }
 577
 578     for(Int_t iii=0;iii<3;iii++){
 579       dsum[iii]+=dknow[iii];
 580       for(Int_t lj=0;lj<3;lj++) sum[iii][lj]+=matr[iii][lj];
 581     }
 582     delete line1;
 583   }
 584
 585   Double_t vett[3][3];
 586   Double_t det=GetDeterminant3X3(sum);
 587
 588    if(det!=0){
 589      for(Int_t zz=0;zz<3;zz++){
 590        for(Int_t ww=0;ww<3;ww++){
 591          for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[ww][kk]=sum[ww][kk];
 592        }
 593        for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[kk][zz]=dsum[kk];
 594        initPos[zz]=GetDeterminant3X3(vett)/det;
 595      }
 596
 597
 598      for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
 599        Double_t p0[3]={0,0,0},p1[3]={0,0,0};
 600        for(Int_t ii=0;ii<3;ii++){
 601          p0[ii]=vectP0[i][ii];
 602          p1[ii]=vectP1[i][ii];
 603        }
 604        sigma+=GetStrLinMinDist(p0,p1,initPos);
 605      }
 606
 607      sigma=TMath::Sqrt(sigma);
 608    }else{
 609     Warning("StrLinVertexFinderMinDist","Finder did not succed");
 610     sigma=999;
 611   }
 612   delete vectP0;
 613   delete vectP1;
 614   fVert.SetXYZ(initPos);
 615   fVert.SetDispersion(sigma);
 616   fVert.SetNContributors(knacc);
 617 }
 618 //---------------------------------------------------------------------------
 619 void AliVertexerTracks::TooFewTracks(const AliESD* esdEvent) {
 620 //
 621 // When the number of tracks is < fMinTracks
 622 //
 623
 624   // deal with vertices not found
 625   Double_t pos[3],err[3];
 626   Int_t    ncontr=0;
 627   pos[0] = fNominalPos[0];
 628   err[0] = TMath::Sqrt(fNominalCov[0]);
 629   pos[1] = fNominalPos[1];
 630   err[1] = TMath::Sqrt(fNominalCov[2]);
 631   pos[2] = esdEvent->GetVertex()->GetZv();
 632   err[2] = esdEvent->GetVertex()->GetZRes();
 633   if(err[0]>1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()<=0)
 634     ncontr = -1; // (x,y,z) = (0,0,0)
 635   if(err[0]>1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()>0)
 636     ncontr = -2; // (x,y,z) = (0,0,z_fromSPD)
 637   if(err[0]<1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()<=0)
 638     ncontr = -3; // (x,y,z) = (x_mean,y_mean,0)
 639   if(err[0]<1. && esdEvent->GetVertex()->GetNContributors()>0)
 640     ncontr = -4; // (x,y,z) = (x_mean,y_mean,z_fromSPD)
 641   fCurrentVertex = 0;
 642   fCurrentVertex = new AliESDVertex(pos,err);
 643   fCurrentVertex->SetNContributors(ncontr);
 644
 645   Double_t tp[3];
 646   esdEvent->GetVertex()->GetTruePos(tp);
 647   fCurrentVertex->SetTruePos(tp);
 648   fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
 649   if(ncontr==-1||ncontr==-2)
 650     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
 651
 652   return;
 653 }
 654 //---------------------------------------------------------------------------
 655 void AliVertexerTracks::VertexFinder(Int_t optUseWeights) {
 656
 657   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
 658
 659   Double_t initPos[3];
 660   initPos[2] = 0.;
 661   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
 662   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();
 663   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
 664   Double_t aversq[3]={0.,0.,0.};
 665   Double_t sigmasq[3]={0.,0.,0.};
 666   Double_t sigma=0;
 667   Int_t ncombi = 0;
 668   AliESDtrack *track1;
 669   AliESDtrack *track2;
 670   Double_t pos[3],dir[3];
 671   Double_t alpha,mindist;
 672   Double_t field=GetField();
 673
 674   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
 675     track1 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(i);
 676     alpha=track1->GetAlpha();
 677     mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 678     track1->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 679     track1->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 680     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
 681
 682    //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
 683    //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line1);
 684
 685     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
 686       track2 = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(j);
 687       alpha=track2->GetAlpha();
 688       mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
 689       track2->GetXYZAt(mindist,field,pos);
 690       track2->GetPxPyPzAt(mindist,field,dir);
 691       AliStrLine *line2 = new AliStrLine(pos,dir);
 692     //      AliStrLine *line2 = new AliStrLine();
 693     //  track2->ApproximateHelixWithLine(mindist,field,line2);
 694       Double_t distCA=line2->GetDCA(line1);
 695       if(fDCAcut<=0 || (fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
 696         Double_t pnt1[3],pnt2[3],crosspoint[3];
 697
 698         if(optUseWeights<=0){
 699           Int_t retcode = line2->Cross(line1,crosspoint);
 700           if(retcode>=0){
 701             ncombi++;
 702             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 703             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 704           }
 705         }
 706         if(optUseWeights>0){
 707           Int_t retcode = line1->CrossPoints(line2,pnt1,pnt2);
 708           if(retcode>=0){
 709             Double_t cs, sn;
 710             alpha=track1->GetAlpha();
 711             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 712             Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
 713             alpha=track2->GetAlpha();
 714             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
 715             Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
 716             Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
 717             Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
 718             Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
 719             Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
 720             crosspoint[0]=wx1*pnt1[0] + wx2*pnt2[0];
 721             crosspoint[1]=wy1*pnt1[1] + wy2*pnt2[1];
 722             crosspoint[2]=wz1*pnt1[2] + wz2*pnt2[2];
 723
 724             ncombi++;
 725             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
 726             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
 727           }
 728         }
 729       }
 730       delete line2;
 731     }
 732     delete line1;
 733   }
 734   if(ncombi>0){
 735     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
 736       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
 737       aversq[jj]/=ncombi;
 738       sigmasq[jj]=aversq[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
 739       sigma+=sigmasq[jj];
 740     }
 741     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
 742   }
 743   else {
 744     Warning("VertexFinder","Finder did not succed");
 745     sigma=999;
 746   }
 747   fVert.SetXYZ(initPos);
 748   fVert.SetDispersion(sigma);
 749   fVert.SetNContributors(ncombi);
 750 }
 751 //---------------------------------------------------------------------------
 752 void AliVertexerTracks::VertexFitter(Bool_t useNominalVtx) {
 753 //
 754 // The optimal estimate of the vertex position is given by a "weighted
 755 // average of tracks positions"
 756 // Original method: CMS Note 97/0051
 757 //
 758   Double_t initPos[3];
 759   fVert.GetXYZ(initPos);
 760   if(fDebug) {
 761     printf(" VertexFitter(): start\n");
 762     printf(" Number of tracks in array: %d\n",(Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast());
 763     printf(" Minimum # tracks required in fit: %d\n",fMinTracks);
 764     printf("Vertex position after finder: %f,%f,%f\n",initPos[0],initPos[1],initPos[2]);
 765     if(useNominalVtx) printf(" This vertex will be used in fit: (%f+-%f,%f+-%f)\n",fNominalPos[0],TMath::Sqrt(fNominalCov[0]),fNominalPos[1],TMath::Sqrt(fNominalCov[2]));
 766   }
 767
 768   Int_t i,j,k,step=0;
 769   TMatrixD rv(3,1);
 770   TMatrixD vV(3,3);
 771   rv(0,0) = initPos[0];
 772   rv(1,0) = initPos[1];
 773   rv(2,0) = 0.;
 774   Double_t xlStart,alpha;
 775   Double_t rotAngle;
 776   Double_t cosRot,sinRot;
 777   Double_t cc[15];
 778   Int_t nUsedTrks;
 779   Double_t chi2,chi2i;
 780   Int_t arrEntries = (Int_t)fTrkArray.GetEntries();
 781   AliESDtrack *t = 0;
 782   Int_t failed = 0;
 783
 784   // initial vertex covariance matrix
 785   TMatrixD vVb(3,3);
 786   vVb(0,0) = fNominalCov[0];
 787   vVb(0,1) = fNominalCov[1];
 788   vVb(0,2) = 0.;
 789   vVb(1,0) = fNominalCov[1];
 790   vVb(1,1) = fNominalCov[2];
 791   vVb(1,2) = 0.;
 792   vVb(2,0) = 0.;
 793   vVb(2,1) = 0.;
 794   vVb(2,2) = fNominalCov[5];
 795   TMatrixD vVbInv(TMatrixD::kInverted,vVb);
 796   TMatrixD rb(3,1);
 797   rb(0,0) = fNominalPos[0];
 798   rb(1,0) = fNominalPos[1];
 799   rb(2,0) = fNominalPos[2];
 800   TMatrixD vVbInvrb(vVbInv,TMatrixD::kMult,rb);
 801
 802
 803   // 2 steps:
 804   // 1st - estimate of vtx using all tracks
 805   // 2nd - estimate of global chi2
 806   for(step=0; step<2; step++) {
 807     if(fDebug) printf(" step = %d\n",step);
 808     chi2 = 0.;
 809     nUsedTrks = 0;
 810
 811     TMatrixD sumWiri(3,1);
 812     TMatrixD sumWi(3,3);
 813     for(i=0; i<3; i++) {
 814       sumWiri(i,0) = 0.;
 815       for(j=0; j<3; j++) sumWi(j,i) = 0.;
 816     }
 817
 818
 819     if(useNominalVtx) {
 820       for(i=0;i<3;i++) {
 821         sumWiri(i,0) += vVbInvrb(i,0);
 822         for(k=0;k<3;k++) sumWi(i,k) += vVbInv(i,k);
 823       }
 824     }
 825
 826
 827     // loop on tracks
 828     for(k=0; k<arrEntries; k++) {
 829       // get track from track array
 830       t = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(k);
 831       alpha = t->GetAlpha();
 832       xlStart = initPos[0]*TMath::Cos(alpha)+initPos[1]*TMath::Sin(alpha);
 833       t->AliExternalTrackParam::PropagateTo(xlStart,AliTracker::GetBz());   // to vtxSeed
 834       rotAngle = alpha;
 835       if(alpha<0.) rotAngle += 2.*TMath::Pi();
 836       cosRot = TMath::Cos(rotAngle);
 837       sinRot = TMath::Sin(rotAngle);
 838
 839       // vector of track global coordinates
 840       TMatrixD ri(3,1);
 841       ri(0,0) = t->GetX()*cosRot-t->GetY()*sinRot;
 842       ri(1,0) = t->GetX()*sinRot+t->GetY()*cosRot;
 843       ri(2,0) = t->GetZ();
 844
 845       // matrix to go from global (x,y,z) to local (y,z);
 846       TMatrixD qQi(2,3);
 847       qQi(0,0) = -sinRot;
 848       qQi(0,1) = cosRot;
 849       qQi(0,2) = 0.;
 850       qQi(1,0) = 0.;
 851       qQi(1,1) = 0.;
 852       qQi(1,2) = 1.;
 853
 854       // covariance matrix of local (y,z) - inverted
 855       TMatrixD uUi(2,2);
 856       t->GetExternalCovariance(cc);
 857       uUi(0,0) = cc[0];
 858       uUi(0,1) = cc[1];
 859       uUi(1,0) = cc[1];
 860       uUi(1,1) = cc[2];
 861
 862       // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
 863       if(uUi.Determinant() <= 0.) continue;
 864       TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
 865       TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
 866       TMatrixD wWi(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
 867
 868       // track chi2
 869       TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
 870       TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
 871       chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
 872               deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
 873               deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
 874
 875
 876       // add to total chi2
 877       chi2 += chi2i;
 878
 879       TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri);
 880
 881       sumWiri += wWiri;
 882       sumWi   += wWi;
 883
 884       nUsedTrks++;
 885     } // end loop on tracks
 886
 887     if(nUsedTrks < fMinTracks) {
 888       failed=1;
 889       continue;
 890     }
 891
 892     Double_t determinant = sumWi.Determinant();
 893     //cerr<<" determinant: "<<determinant<<endl;
 894     if(determinant < 100.)  {
 895       printf("det(V) = 0\n");
 896       failed=1;
 897       continue;
 898     }
 899
 900     // inverted of weights matrix
 901     TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
 902     vV = invsumWi;
 903
 904     // position of primary vertex
 905     rv.Mult(vV,sumWiri);
 906
 907   } // end loop on the 2 steps
 908
 909   // delete t;
 910
 911   if(failed) {
 912     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
 913     fCurrentVertex = new AliESDVertex(0.,0.,-1);
 914     return;
 915   }
 916
 917   Double_t position[3];
 918   position[0] = rv(0,0);
 919   position[1] = rv(1,0);
 920   position[2] = rv(2,0);
 921   Double_t covmatrix[6];
 922   covmatrix[0] = vV(0,0);
 923   covmatrix[1] = vV(0,1);
 924   covmatrix[2] = vV(1,1);
 925   covmatrix[3] = vV(0,2);
 926   covmatrix[4] = vV(1,2);
 927   covmatrix[5] = vV(2,2);
 928
 929   // store data in the vertex object
 930   fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nUsedTrks);
 931
 932   if(fDebug) {
 933     printf(" VertexFitter(): finish\n");
 934     printf(" rv = ( %f , %f , %f )\n\n",rv(0,0),rv(1,0),rv(2,0));
 935     fCurrentVertex->PrintStatus();
 936   }
 937
 938   return;
 939 }
 940 //----------------------------------------------------------------------------
 941 AliVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TTree *trkTree) {
 942 //
 943 // Return vertex from tracks in trkTree
 944 //
 945
 946   // get tracks and propagate them to initial vertex position
 947   Int_t nTrksPrep = PrepareTracks(*trkTree,1);
 948   if(nTrksPrep <  TMath::Max(2,fMinTracks) ) {
 949     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
 950     Double_t vtx[3]={0,0,0};
 951     fVert.SetXYZ(vtx);
 952     fVert.SetDispersion(999);
 953     fVert.SetNContributors(-5);
 954     fTrkArray.Delete();
 955     return &fVert;
 956   }
 957
 958   // Set initial vertex position from ESD
 959   if(fAlgo==1)  StrLinVertexFinderMinDist(1);
 960   if(fAlgo==2)  StrLinVertexFinderMinDist(0);
 961   if(fAlgo==3)  HelixVertexFinder();
 962   if(fAlgo==4)  VertexFinder(1);
 963   if(fAlgo==5)  VertexFinder(0);
 964
 965
 966   // set indices of used tracks
 967   UShort_t *indices = 0;
 968   AliESDtrack *eta = 0;
 969   if(fVert.GetNContributors()>0) {
 970     indices = new UShort_t[fVert.GetNContributors()];
 971     for(Int_t jj=0;jj<(Int_t)fTrkArray.GetEntriesFast();jj++) {
 972       eta = (AliESDtrack*)fTrkArray.At(jj);
 973       indices[jj] = (UShort_t)eta->GetID();
 974     }
 975     fVert.SetIndices(fVert.GetNContributors(),indices);
 976   }
 977   delete [] indices;
 978   fTrkArray.Delete();
 979
 980   return &fVert;
 981 }
 982 //----------------------------------------------------------------------------
 983 AliVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TObjArray *trkArray) {
 984 //
 985 // Return vertex from array of tracks
 986 //
 987
 988   // get tracks and propagate them to initial vertex position
 989   Int_t nTrks = trkArray->GetEntriesFast();
 990   if(nTrks < TMath::Max(2,fMinTracks) ) {
 991     if(fDebug) printf("TooFewTracks\n");
 992     Double_t vtx[3]={0,0,0};
 993     fVert.SetXYZ(vtx);
 994     fVert.SetDispersion(999);
 995     fVert.SetNContributors(-5);
 996     fTrkArray.Delete();
 997     return &fVert;
 998   }
 999   TTree *trkTree = new TTree("TreeT","tracks");
1000   AliESDtrack *esdTrack = 0;
1001   trkTree->Branch("tracks","AliESDtrack",&esdTrack);
1002   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++){
1003     esdTrack = (AliESDtrack*)trkArray->At(i);
1004     trkTree->Fill();
1005   }
1006
1007   AliVertex *vtx =  VertexForSelectedTracks(trkTree);
1008   delete trkTree;
1009   return vtx;
1010 }
1011 //--------------------------------------------------------------------------