Bug fix (Andrea)
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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 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 <TSystem.h>
30 #include <TDirectory.h>
31 #include <TFile.h>
32 #include <TTree.h>
33 #include <TMatrixD.h>
34 //---- AliRoot headers -----
35 #include "AliLog.h"
36 #include "AliStrLine.h"
37 #include "AliExternalTrackParam.h"
38 #include "AliVEvent.h"
39 #include "AliVTrack.h"
40 #include "AliESDEvent.h"
41 #include "AliESDtrack.h"
42 #include "AliVertexerTracks.h"
43
44 ClassImp(AliVertexerTracks)
45
46
47 //----------------------------------------------------------------------------
48 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks():
49 TObject(),
50 fVert(),
51 fCurrentVertex(0),
52 fMode(0),
53 fFieldkG(-999.),
54 fTrkArraySel(),
55 fIdSel(0),
56 fTrksToSkip(0),
57 fNTrksToSkip(0),
58 fConstraint(kFALSE),
59 fOnlyFitter(kFALSE),
60 fMinTracks(1),
61 fMinClusters(5),
62 fDCAcut(0.1),
63 fDCAcutIter0(0.1),
64 fNSigma(3.),
65 fMaxd0z0(0.5),
66 fMinDetFitter(100.),
67 fMaxTgl(1000.),
68 fITSrefit(kTRUE),
69 fFiducialR(3.),
70 fFiducialZ(30.),
71 fnSigmaForUi00(1.5),
72 fAlgo(1)
73 {
74 //
75 // Default constructor
76 //
77   SetVtxStart();
78   SetVtxStartSigma();
79 }
80 //----------------------------------------------------------------------------
81 AliVertexerTracks::AliVertexerTracks(Double_t fieldkG):
82 TObject(),
83 fVert(),
84 fCurrentVertex(0),
85 fMode(0),
86 fFieldkG(fieldkG),
87 fTrkArraySel(),
88 fIdSel(0),
89 fTrksToSkip(0),
90 fNTrksToSkip(0),
91 fConstraint(kFALSE),
92 fOnlyFitter(kFALSE),
93 fMinTracks(1),
94 fMinClusters(5),
95 fDCAcut(0.1),
96 fDCAcutIter0(0.1),
97 fNSigma(3.),
98 fMaxd0z0(0.5),
99 fMinDetFitter(100.),
100 fMaxTgl(1000.),
101 fITSrefit(kTRUE),
102 fFiducialR(3.),
103 fFiducialZ(30.),
104 fnSigmaForUi00(1.5),
105 fAlgo(1)
106 {
107 //
108 // Standard constructor
109 //
110   SetVtxStart();
111   SetVtxStartSigma();
112 }
113 //-----------------------------------------------------------------------------
114 AliVertexerTracks::~AliVertexerTracks() 
115 {
116   // Default Destructor
117   // The objects pointed by the following pointer are not owned
118   // by this class and are not deleted
119   fCurrentVertex = 0;
120   if(fTrksToSkip) { delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL; }
121   if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
122 }
123 //----------------------------------------------------------------------------
124 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(const AliVEvent *vEvent)
125 {
126 //
127 // Primary vertex for current ESD or AOD event
128 // (Two iterations: 
129 //  1st with 5*fNSigma*sigma cut w.r.t. to initial vertex
130 //      + cut on sqrt(d0d0+z0z0) if fConstraint=kFALSE  
131 //  2nd with fNSigma*sigma cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration) 
132 //
133   fCurrentVertex = 0;
134
135   TString evtype = vEvent->IsA()->GetName();
136   Bool_t inputAOD = ((evtype=="AliAODEvent") ? kTRUE : kFALSE);
137
138   if(inputAOD && fMode==1) {
139     printf("Error : AliVertexerTracks: no TPC-only vertex from AOD\n"); 
140     TooFewTracks(); 
141     return fCurrentVertex;
142   }
143
144   // accept 1-track case only if constraint is available
145   if(!fConstraint && fMinTracks==1) fMinTracks=2;
146
147   // read tracks from AlivEvent
148   Int_t nTrks = (Int_t)vEvent->GetNumberOfTracks();
149   if(nTrks<fMinTracks) {
150     TooFewTracks();
151     return fCurrentVertex;
152   } 
153   //
154
155   TDirectory * olddir = gDirectory;
156   TFile *f = 0;
157   if(nTrks>500) f = new TFile("VertexerTracks.root","recreate");
158   TObjArray trkArrayOrig(nTrks);
159   UShort_t *idOrig = new UShort_t[nTrks];
160
161   Int_t nTrksOrig=0;
162   AliExternalTrackParam *t=0;
163   // loop on tracks
164   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++) {
165     AliVTrack *track = (AliVTrack*)vEvent->GetTrack(i);
166     // check tracks to skip
167     Bool_t skipThis = kFALSE;
168     for(Int_t j=0; j<fNTrksToSkip; j++) { 
169       if(track->GetID()==fTrksToSkip[j]) {
170         AliDebug(1,Form("skipping track: %d",i));
171         skipThis = kTRUE;
172       }
173     }
174     if(skipThis) continue;
175
176     if(!inputAOD) {  // ESD
177       AliESDtrack* esdt = (AliESDtrack*)track;
178       if(esdt->GetNcls(fMode) < fMinClusters) continue;
179       if(fMode==0) {        // ITS mode
180         if(fITSrefit && !(esdt->GetStatus()&AliESDtrack::kITSrefit)) continue;
181         Double_t x,p[5],cov[15];
182         esdt->GetExternalParameters(x,p);
183         esdt->GetExternalCovariance(cov);
184         t = new AliExternalTrackParam(x,esdt->GetAlpha(),p,cov);
185       } else if(fMode==1) { // TPC mode
186         t = (AliExternalTrackParam*)esdt->GetTPCInnerParam();
187         if(!t) continue;
188         Double_t radius = 2.8; //something less than the beam pipe radius
189         if(!PropagateTrackTo(t,radius)) continue;
190       }
191     } else {          // AOD (only ITS mode)
192       Int_t ncls0=0;
193       for(Int_t l=0;l<6;l++) if(TESTBIT(track->GetITSClusterMap(),l)) ncls0++;
194       if(ncls0 < fMinClusters) continue;
195       t = new AliExternalTrackParam(track);
196     }
197     trkArrayOrig.AddLast(t);
198     idOrig[nTrksOrig]=(UShort_t)track->GetID();
199     nTrksOrig++;
200   } // end loop on tracks
201   
202   // call method that will reconstruct the vertex
203   FindPrimaryVertex(&trkArrayOrig,idOrig);
204
205   if(fMode==0) trkArrayOrig.Delete();
206   delete [] idOrig; idOrig=NULL;
207
208   if(f) {
209     f->Close(); delete f; f = NULL;
210     gSystem->Unlink("VertexerTracks.root");
211     olddir->cd();
212   }
213
214   return fCurrentVertex;
215 }
216 //----------------------------------------------------------------------------
217 AliESDVertex* AliVertexerTracks::FindPrimaryVertex(TObjArray *trkArrayOrig,
218                                                    UShort_t *idOrig)
219 {
220 //
221 // Primary vertex using the AliExternalTrackParam's in the TObjArray.
222 // idOrig must contain the track IDs from AliESDtrack::GetID()
223 // (Two iterations: 
224 //  1st with 5*fNSigma*sigma cut w.r.t. to initial vertex
225 //      + cut on sqrt(d0d0+z0z0) if fConstraint=kFALSE  
226 //  2nd with fNSigma*sigma cut w.r.t. to vertex found in 1st iteration) 
227 //
228   fCurrentVertex = 0;
229
230   // accept 1-track case only if constraint is available
231   if(!fConstraint && fMinTracks==1) fMinTracks=2;
232
233   // read tracks from array
234   Int_t nTrksOrig = (Int_t)trkArrayOrig->GetEntriesFast();
235   AliDebug(1,Form("Initial number of tracks: %d",nTrksOrig));
236   if(nTrksOrig<fMinTracks) {
237     AliDebug(1,"TooFewTracks");
238     TooFewTracks();
239     return fCurrentVertex;
240   } 
241
242   // If fConstraint=kFALSE
243   // run VertexFinder(1) to get rough estimate of initVertex (x,y)
244   if(!fConstraint) {
245     // fill fTrkArraySel, for VertexFinder()
246     fIdSel = new UShort_t[nTrksOrig];
247     PrepareTracks(*trkArrayOrig,idOrig,0);
248     if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
249     Double_t cutsave = fDCAcut;  
250     fDCAcut = fDCAcutIter0;
251     VertexFinder(1); // using weights, cutting dca < fDCAcutIter0
252     fDCAcut = cutsave;
253     if(fVert.GetNContributors()>0) {
254       fVert.GetXYZ(fNominalPos);
255       fNominalPos[0] = fVert.GetXv();
256       fNominalPos[1] = fVert.GetYv();
257       fNominalPos[2] = fVert.GetZv();
258       AliDebug(1,Form("No mean vertex: VertexFinder gives (%f, %f, %f)",fNominalPos[0],fNominalPos[1],fNominalPos[2]));
259     } else {
260       fNominalPos[0] = 0.;
261       fNominalPos[1] = 0.;
262       fNominalPos[2] = 0.;
263       AliDebug(1,"No mean vertex and VertexFinder failed");
264     }
265   }
266   
267   // TWO ITERATIONS:
268   //
269   // ITERATION 1
270   // propagate tracks to fNominalPos vertex
271   // preselect them:
272   // if(constraint) reject for |d0|>5*fNSigma*sigma w.r.t. fNominal... vertex
273   // else  reject for |d0|\oplus|z0| > 5 mm w.r.t. fNominal... vertex
274   // ITERATION 2
275   // propagate tracks to best between initVertex and fCurrentVertex
276   // preselect tracks (reject for |d0|>fNSigma*sigma w.r.t. best 
277   //                   between initVertex and fCurrentVertex) 
278   for(Int_t iter=1; iter<=2; iter++) {
279     if(fOnlyFitter && iter==1) continue; 
280     if(fIdSel) { delete [] fIdSel; fIdSel=NULL; }
281     fIdSel = new UShort_t[nTrksOrig];
282     Int_t nTrksSel = PrepareTracks(*trkArrayOrig,idOrig,iter);
283     AliDebug(1,Form("N tracks selected in iteration %d: %d",iter,nTrksSel));
284     if(nTrksSel < fMinTracks) {
285       TooFewTracks();
286       return fCurrentVertex; 
287     }
288
289     // vertex finder
290     if(!fOnlyFitter) {
291       if(nTrksSel==1) {
292         AliDebug(1,"Just one track");
293         OneTrackVertFinder();
294       } else {
295         switch (fAlgo) {
296         case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
297         case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
298         case 3: HelixVertexFinder();          break;
299         case 4: VertexFinder(1);              break;
300         case 5: VertexFinder(0);              break;
301         default: printf("Wrong algorithm"); break;  
302         }
303       }
304       AliDebug(1," Vertex finding completed");
305     }
306
307     // vertex fitter
308     VertexFitter();
309   } // end loop on the two iterations
310
311     
312   // set indices of used tracks
313   UShort_t *indices = 0;
314   if(fCurrentVertex->GetNContributors()>0) {
315     Int_t nIndices = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
316     indices = new UShort_t[nIndices];
317     for(Int_t jj=0; jj<nIndices; jj++)
318       indices[jj] = fIdSel[jj];
319     fCurrentVertex->SetIndices(nIndices,indices);
320   }
321   delete [] indices; indices=NULL;
322   //
323
324   // set vertex title
325   TString title="VertexerTracksNoConstraint";
326   if(fConstraint) {
327     title="VertexerTracksWithConstraint";
328     if(fOnlyFitter) title.Append("OnlyFitter");
329   }
330   fCurrentVertex->SetTitle(title.Data());
331   //
332
333   AliDebug(1,Form("xyz: %f %f %f; nc %d",fCurrentVertex->GetXv(),fCurrentVertex->GetYv(),fCurrentVertex->GetZv(),fCurrentVertex->GetNContributors()));
334
335   // clean up
336   delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;
337   fTrkArraySel.Delete();
338   if(fTrksToSkip) { delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL; }
339   //
340   
341   return fCurrentVertex;
342 }
343 //------------------------------------------------------------------------
344 Double_t AliVertexerTracks::GetDeterminant3X3(Double_t matr[][3])
345 {
346   //
347   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];
348  return det;
349 }
350 //-------------------------------------------------------------------------
351 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t (*m)[3],Double_t *d)
352 {
353   //
354   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
355   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
356   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
357   Double_t kk=x12*x12+y12*y12+z12*z12;
358   m[0][0]=2-2/kk*x12*x12;
359   m[0][1]=-2/kk*x12*y12;
360   m[0][2]=-2/kk*x12*z12;
361   m[1][0]=-2/kk*x12*y12;
362   m[1][1]=2-2/kk*y12*y12;
363   m[1][2]=-2/kk*y12*z12;
364   m[2][0]=-2/kk*x12*z12;
365   m[2][1]=-2*y12*z12;
366   m[2][2]=2-2/kk*z12*z12;
367   d[0]=2*p0[0]-2/kk*p0[0]*x12*x12-2/kk*p0[2]*x12*z12-2/kk*p0[1]*x12*y12;
368   d[1]=2*p0[1]-2/kk*p0[1]*y12*y12-2/kk*p0[0]*x12*y12-2/kk*p0[2]*z12*y12;
369   d[2]=2*p0[2]-2/kk*p0[2]*z12*z12-2/kk*p0[0]*x12*z12-2/kk*p0[1]*z12*y12;
370
371 }
372 //--------------------------------------------------------------------------  
373 void AliVertexerTracks::GetStrLinDerivMatrix(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *sigmasq,Double_t (*m)[3],Double_t *d)
374 {
375   //
376   Double_t x12=p1[0]-p0[0];
377   Double_t y12=p1[1]-p0[1];
378   Double_t z12=p1[2]-p0[2];
379
380   Double_t den= x12*x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]+y12*y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]+z12*z12*sigmasq[0]*sigmasq[1];
381
382   Double_t kk= 2*(x12*x12/sigmasq[0]+y12*y12/sigmasq[1]+z12*z12/sigmasq[2]);
383
384   Double_t cc[3];
385   cc[0]=-x12/sigmasq[0];
386   cc[1]=-y12/sigmasq[1];
387   cc[2]=-z12/sigmasq[2];
388
389   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;
390
391   Double_t ss= -p0[0]*cc[0]-p0[1]*cc[1]-p0[2]*cc[2];
392
393   Double_t aa[3];
394   aa[0]=x12*sigmasq[1]*sigmasq[2]/den;
395   aa[1]=y12*sigmasq[0]*sigmasq[2]/den;
396   aa[2]=z12*sigmasq[0]*sigmasq[1]/den;
397
398   m[0][0]=aa[0]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[0]*aa[0]+2/sigmasq[0];
399   m[0][1]=aa[1]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[1]*aa[0];
400   m[0][2]=aa[2]*(aa[0]*kk+2*cc[0])+2*cc[2]*aa[0];
401
402   m[1][0]=aa[0]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[0]*aa[1];
403   m[1][1]=aa[1]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[1]*aa[1]+2/sigmasq[1];
404   m[1][2]=aa[2]*(aa[1]*kk+2*cc[1])+2*cc[2]*aa[1];
405
406   m[2][0]=aa[0]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[0]*aa[2];
407   m[2][1]=aa[1]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[1]*aa[2];
408   m[2][2]=aa[2]*(aa[2]*kk+2*cc[2])+2*cc[2]*aa[2]+2/sigmasq[2];
409
410   d[0]=-ww*(aa[0]*kk+2*cc[0])-2*ss*aa[0]+2*p0[0]/sigmasq[0];
411   d[1]=-ww*(aa[1]*kk+2*cc[1])-2*ss*aa[1]+2*p0[1]/sigmasq[1];
412   d[2]=-ww*(aa[2]*kk+2*cc[2])-2*ss*aa[2]+2*p0[2]/sigmasq[2];
413
414   }
415 //--------------------------------------------------------------------------   
416 Double_t AliVertexerTracks::GetStrLinMinDist(Double_t *p0,Double_t *p1,Double_t *x0)
417 {
418   //
419   Double_t x12=p0[0]-p1[0];
420   Double_t y12=p0[1]-p1[1];
421   Double_t z12=p0[2]-p1[2];
422   Double_t x10=p0[0]-x0[0];
423   Double_t y10=p0[1]-x0[1];
424   Double_t z10=p0[2]-x0[2];
425   //  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);
426   return ((y10*z12-z10*y12)*(y10*z12-z10*y12)+
427           (z10*x12-x10*z12)*(z10*x12-x10*z12)+
428           (x10*y12-y10*x12)*(x10*y12-y10*x12))
429     /(x12*x12+y12*y12+z12*z12);
430 }
431 //---------------------------------------------------------------------------
432 void AliVertexerTracks::OneTrackVertFinder() 
433 {
434   // find vertex for events with 1 track, using DCA to nominal beam axis
435   AliDebug(1,Form("Number of prepared tracks =%d - Call OneTrackVertFinder",fTrkArraySel.GetEntries()));
436   AliExternalTrackParam *track1;
437   track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(0);
438   Double_t alpha=track1->GetAlpha();
439   Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
440   Double_t pos[3],dir[3]; 
441   track1->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
442   track1->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
443   AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir);
444   Double_t p1[3]={fNominalPos[0],fNominalPos[1],0.}; 
445   Double_t p2[3]={fNominalPos[0],fNominalPos[1],10.}; 
446   AliStrLine *zeta=new AliStrLine(p1,p2,kTRUE);
447   Double_t crosspoint[3]={0.,0.,0.};
448   Double_t sigma=999.;
449   Int_t nContrib=-1;
450   Int_t retcode = zeta->Cross(line1,crosspoint);
451   if(retcode>=0){
452     sigma=line1->GetDistFromPoint(crosspoint);
453     nContrib=1;
454   }
455   delete zeta;
456   delete line1;
457   fVert.SetXYZ(crosspoint);
458   fVert.SetDispersion(sigma);
459   fVert.SetNContributors(nContrib);  
460 }
461 //---------------------------------------------------------------------------
462 void AliVertexerTracks::HelixVertexFinder() 
463 {
464   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
465
466
467   Double_t initPos[3];
468   initPos[2] = 0.;
469   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
470
471   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
472
473   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
474   Double_t averquad[3]={0.,0.,0.};
475   Double_t sigmaquad[3]={0.,0.,0.};
476   Double_t sigma=0;
477   Int_t ncombi = 0;
478   AliExternalTrackParam *track1;
479   AliExternalTrackParam *track2;
480   Double_t distCA;
481   Double_t x;
482   Double_t alpha, cs, sn;
483   Double_t crosspoint[3];
484   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
485     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
486     
487
488     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
489       track2 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(j);
490
491       distCA=track2->PropagateToDCA(track1,GetFieldkG());
492       if(fDCAcut<=0 ||(fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
493         x=track1->GetX();
494         alpha=track1->GetAlpha();
495         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
496         Double_t x1=x*cs - track1->GetY()*sn;
497         Double_t y1=x*sn + track1->GetY()*cs;
498         Double_t z1=track1->GetZ();
499         
500         Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2(); 
501         x=track2->GetX();
502         alpha=track2->GetAlpha();
503         cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
504         Double_t x2=x*cs - track2->GetY()*sn;
505         Double_t y2=x*sn + track2->GetY()*cs;
506         Double_t z2=track2->GetZ();
507         Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
508         Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
509         Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
510         Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
511         Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
512         crosspoint[0]=wx1*x1 + wx2*x2; 
513         crosspoint[1]=wy1*y1 + wy2*y2; 
514         crosspoint[2]=wz1*z1 + wz2*z2;
515
516         ncombi++;
517         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
518         for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)averquad[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
519       }
520     }
521       
522   }
523   if(ncombi>0){
524     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
525       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
526       averquad[jj]/=ncombi;
527       sigmaquad[jj]=averquad[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
528       sigma+=sigmaquad[jj];
529     }
530     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
531   }
532   else {
533     Warning("HelixVertexFinder","Finder did not succed");
534     sigma=999;
535   }
536   fVert.SetXYZ(initPos);
537   fVert.SetDispersion(sigma);
538   fVert.SetNContributors(ncombi);
539 }
540 //----------------------------------------------------------------------------
541 Int_t AliVertexerTracks::PrepareTracks(TObjArray &trkArrayOrig,
542                                        UShort_t *idOrig,
543                                        Int_t optImpParCut) 
544 {
545 //
546 // Propagate tracks to initial vertex position and store them in a TObjArray
547 //
548   AliDebug(1," PrepareTracks()");
549
550   Int_t nTrksOrig = (Int_t)trkArrayOrig.GetEntriesFast();
551   Int_t nTrksSel = 0;
552   Double_t maxd0rphi; 
553   Double_t sigmaCurr[3];
554   Double_t normdistx,normdisty;
555   Double_t d0z0[2],covd0z0[3]; 
556   Double_t sigmad0;
557
558   AliESDVertex *initVertex = new AliESDVertex(fNominalPos,fNominalCov,1,1);
559
560   if(!fTrkArraySel.IsEmpty()) fTrkArraySel.Delete();
561
562   AliExternalTrackParam *track=0;
563
564   // loop on tracks
565   for(Int_t i=0; i<nTrksOrig; i++) {
566     track = new AliExternalTrackParam(*(AliExternalTrackParam*)trkArrayOrig.At(i));
567     // tgl cut
568     if(TMath::Abs(track->GetTgl())>fMaxTgl) {
569       AliDebug(1,Form(" rejecting track with tgl = %f",track->GetTgl()));
570       delete track; continue;
571     }
572
573     Bool_t propagateOK = kFALSE;
574     // propagate track to vertex
575     if(optImpParCut<2 || fOnlyFitter) { // optImpParCut==1 or 0
576       propagateOK = track->PropagateToDCA(initVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
577     } else {              // optImpParCut==2
578       fCurrentVertex->GetSigmaXYZ(sigmaCurr);
579       normdistx = TMath::Abs(fCurrentVertex->GetXv()-fNominalPos[0])/TMath::Sqrt(sigmaCurr[0]*sigmaCurr[0]+fNominalCov[0]);
580       normdisty = TMath::Abs(fCurrentVertex->GetYv()-fNominalPos[1])/TMath::Sqrt(sigmaCurr[1]*sigmaCurr[1]+fNominalCov[2]);
581       if(normdistx < 3. && normdisty < 3. &&
582          (sigmaCurr[0]+sigmaCurr[1])<(TMath::Sqrt(fNominalCov[0])+TMath::Sqrt(fNominalCov[2]))) {
583         propagateOK = track->PropagateToDCA(fCurrentVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
584       } else {
585         propagateOK = track->PropagateToDCA(initVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
586       }
587     }
588
589     if(!propagateOK) { 
590       AliDebug(1,"     rejected");
591       delete track; continue; 
592     }
593
594     sigmad0 = TMath::Sqrt(covd0z0[0]);
595     maxd0rphi = fNSigma*sigmad0;
596     if(optImpParCut==1) maxd0rphi *= 5.;
597     maxd0rphi = TMath::Min(maxd0rphi,fFiducialR); 
598     //sigmad0z0 = TMath::Sqrt(covd0z0[0]+covd0z0[2]); // for future improvement
599     //maxd0z0 = 10.*fNSigma*sigmad0z0;
600
601     AliDebug(1,Form("trk %d; id %d; |d0| = %f;  d0 cut = %f; |z0| = %f; |d0|oplus|z0| = %f; d0z0 cut = %f",i,(Int_t)idOrig[i],TMath::Abs(d0z0[0]),maxd0rphi,TMath::Abs(d0z0[1]),TMath::Sqrt(d0z0[0]*d0z0[0]+d0z0[1]*d0z0[1]),fMaxd0z0));
602
603
604     //---- track selection based on impact parameters ----//
605
606     // always reject tracks outside fiducial volume
607     if(TMath::Abs(d0z0[0])>fFiducialR || TMath::Abs(d0z0[1])>fFiducialZ) { 
608       AliDebug(1,"     rejected");
609       delete track; continue; 
610     }
611
612     // during iterations 1 and 2 , reject tracks with d0rphi > maxd0rphi
613     if(optImpParCut>0 && TMath::Abs(d0z0[0])>maxd0rphi) { 
614       AliDebug(1,"     rejected");
615       delete track; continue; 
616     }
617
618     // if fConstraint=kFALSE, during iterations 1 and 2 ||
619     // if fConstraint=kTRUE, during iteration 2,
620     // select tracks with d0oplusz0 < fMaxd0z0
621     if((!fConstraint && optImpParCut>0 && fVert.GetNContributors()>0) ||
622        ( fConstraint && optImpParCut==2)) {
623       if(nTrksOrig>=3 && 
624          TMath::Sqrt(d0z0[0]*d0z0[0]+d0z0[1]*d0z0[1])>fMaxd0z0) { 
625         AliDebug(1,"     rejected");
626         delete track; continue; 
627       }
628     }
629     
630     // track passed all selections
631     fTrkArraySel.AddLast(track);
632     fIdSel[nTrksSel] = idOrig[i];
633     nTrksSel++; 
634   } // end loop on tracks
635
636   delete initVertex;
637
638   return nTrksSel;
639
640 //----------------------------------------------------------------------------
641 Bool_t AliVertexerTracks::PropagateTrackTo(AliExternalTrackParam *track,
642                                            Double_t xToGo) {
643   //----------------------------------------------------------------
644   // COPIED from AliTracker
645   //
646   // Propagates the track to the plane X=xk (cm).
647   //
648   //  Origin: Marian Ivanov,  Marian.Ivanov@cern.ch
649   //----------------------------------------------------------------
650
651   const Double_t kEpsilon = 0.00001;
652   Double_t xpos = track->GetX();
653   Double_t dir = (xpos<xToGo) ? 1. : -1.;
654   Double_t maxStep = 5;
655   Double_t maxSnp = 0.8;
656   //
657   while ( (xToGo-xpos)*dir > kEpsilon){
658     Double_t step = dir*TMath::Min(TMath::Abs(xToGo-xpos), maxStep);
659     Double_t x    = xpos+step;
660     Double_t xyz0[3],xyz1[3];
661     track->GetXYZ(xyz0);   //starting global position
662
663     if(!track->GetXYZAt(x,GetFieldkG(),xyz1)) return kFALSE;   // no prolongation
664     xyz1[2]+=kEpsilon; // waiting for bug correction in geo
665
666     if(TMath::Abs(track->GetSnpAt(x,GetFieldkG())) >= maxSnp) return kFALSE;
667     if(!track->PropagateTo(x,GetFieldkG()))  return kFALSE;
668
669     if(TMath::Abs(track->GetSnp()) >= maxSnp) return kFALSE;
670     track->GetXYZ(xyz0);   // global position
671     Double_t alphan = TMath::ATan2(xyz0[1], xyz0[0]); 
672     //
673     Double_t ca=TMath::Cos(alphan-track->GetAlpha()), 
674       sa=TMath::Sin(alphan-track->GetAlpha());
675     Double_t sf=track->GetSnp(), cf=TMath::Sqrt(1.- sf*sf);
676     Double_t sinNew =  sf*ca - cf*sa;
677     if(TMath::Abs(sinNew) >= maxSnp) return kFALSE;
678     if(!track->Rotate(alphan)) return kFALSE;
679  
680     xpos = track->GetX();
681   }
682   return kTRUE;
683 }
684 //---------------------------------------------------------------------------
685 AliESDVertex* AliVertexerTracks::RemoveTracksFromVertex(AliESDVertex *inVtx,
686                                                         TObjArray *trkArray,
687                                                         UShort_t *id,
688                                                         Float_t *diamondxy) 
689 {
690 //
691 // Removes tracks in trksTree from fit of inVtx
692 //
693
694   if(!strstr(inVtx->GetTitle(),"VertexerTracksWithConstraint")) {
695     printf("ERROR: primary vertex has no constraint: cannot remove tracks");
696     return 0x0;
697   }
698   if(!strstr(inVtx->GetTitle(),"VertexerTracksWithConstraintOnlyFitter"))
699     printf("WARNING: result of tracks' removal will be only approximately correct");
700
701   TMatrixD rv(3,1);
702   rv(0,0) = inVtx->GetXv();
703   rv(1,0) = inVtx->GetYv();
704   rv(2,0) = inVtx->GetZv();
705   TMatrixD vV(3,3);
706   Double_t cov[6];
707   inVtx->GetCovMatrix(cov);
708   vV(0,0) = cov[0];
709   vV(0,1) = cov[1]; vV(1,0) = cov[1];
710   vV(1,1) = cov[2];
711   vV(0,2) = cov[3]; vV(2,0) = cov[3];
712   vV(1,2) = cov[4]; vV(2,1) = cov[4]; 
713   vV(2,2) = cov[5];
714
715   TMatrixD sumWi(TMatrixD::kInverted,vV);
716   TMatrixD sumWiri(sumWi,TMatrixD::kMult,rv);
717
718   Int_t nUsedTrks = inVtx->GetNIndices();
719   Double_t chi2 = inVtx->GetChi2();
720
721   AliExternalTrackParam *track = 0;
722   Int_t ntrks = (Int_t)trkArray->GetEntriesFast();
723   for(Int_t i=0;i<ntrks;i++) {
724     track = (AliExternalTrackParam*)trkArray->At(i);
725     if(!inVtx->UsesTrack(id[i])) {
726       printf("track %d was not used in vertex fit",id[i]);
727       continue;
728     }
729     Double_t alpha = track->GetAlpha();
730     Double_t xl = diamondxy[0]*TMath::Cos(alpha)+diamondxy[1]*TMath::Sin(alpha);
731     track->PropagateTo(xl,GetFieldkG()); 
732     // vector of track global coordinates
733     TMatrixD ri(3,1);
734     // covariance matrix of ri
735     TMatrixD wWi(3,3);
736     
737     // get space point from track
738     if(!TrackToPoint(track,ri,wWi)) continue;
739
740     TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri); 
741
742     sumWi -= wWi;
743     sumWiri -= wWiri;
744
745     // track chi2
746     TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
747     TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
748     Double_t chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
749                      deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
750                      deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
751     // remove from total chi2
752     chi2 -= chi2i;
753
754     nUsedTrks--;
755     if(nUsedTrks<2) {
756       printf("Trying to remove too many tracks!");
757       return 0x0;
758     }
759   }
760
761   TMatrixD rvnew(3,1);
762   TMatrixD vVnew(3,3);
763
764   // new inverted of weights matrix
765   TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
766   vVnew = invsumWi;
767   // new position of primary vertex
768   rvnew.Mult(vVnew,sumWiri);
769
770   Double_t position[3];
771   position[0] = rvnew(0,0);
772   position[1] = rvnew(1,0);
773   position[2] = rvnew(2,0);
774   cov[0] = vVnew(0,0);
775   cov[1] = vVnew(0,1);
776   cov[2] = vVnew(1,1);
777   cov[3] = vVnew(0,2);
778   cov[4] = vVnew(1,2);
779   cov[5] = vVnew(2,2);
780   
781   // store data in the vertex object
782   AliESDVertex *outVtx = new AliESDVertex(position,cov,chi2,nUsedTrks);
783   outVtx->SetTitle(inVtx->GetTitle());
784   UShort_t *inindices = inVtx->GetIndices();
785   Int_t nIndices = nUsedTrks;
786   UShort_t *outindices = new UShort_t[nIndices];
787   Int_t j=0;
788   for(Int_t k=0; k<inVtx->GetNIndices(); k++) {
789     Bool_t copyindex=kTRUE;
790     for(Int_t l=0; l<ntrks; l++) {
791       if(inindices[k]==id[l]) copyindex=kFALSE;
792     }
793     if(copyindex) {
794       outindices[j] = inindices[k]; j++;
795     }
796   }
797   outVtx->SetIndices(nIndices,outindices);
798   delete [] outindices;
799
800   /*
801     printf("Vertex before removing tracks:");
802     inVtx->PrintStatus();
803     inVtx->PrintIndices();
804     printf("Vertex after removing tracks:");
805     outVtx->PrintStatus();
806     outVtx->PrintIndices();
807   */
808
809   return outVtx;
810 }
811 //---------------------------------------------------------------------------
812 void AliVertexerTracks::SetCuts(Double_t *cuts) 
813 {
814 //
815 //  Cut values
816 //
817   SetDCAcut(cuts[0]);
818   SetDCAcutIter0(cuts[1]);
819   SetMaxd0z0(cuts[2]);
820   if(fMode==0 && cuts[3]<0) SetITSrefitNotRequired();
821   SetMinClusters((Int_t)(TMath::Abs(cuts[3])));
822   SetMinTracks((Int_t)(cuts[4]));
823   SetNSigmad0(cuts[5]);
824   SetMinDetFitter(cuts[6]);
825   SetMaxTgl(cuts[7]);
826   SetFiducialRZ(cuts[8],cuts[9]);
827
828   return;
829 }
830 //---------------------------------------------------------------------------
831 void AliVertexerTracks::SetITSMode(Double_t dcacut,
832                                    Double_t dcacutIter0,
833                                    Double_t maxd0z0,
834                                    Int_t minCls,
835                                    Int_t mintrks,
836                                    Double_t nsigma,
837                                    Double_t mindetfitter,
838                                    Double_t maxtgl,
839                                    Double_t fidR,
840                                    Double_t fidZ) 
841 {
842 //
843 //  Cut values for ITS mode
844 //
845   fMode = 0;
846   if(minCls>0) {
847     SetITSrefitRequired();
848   } else {
849     SetITSrefitNotRequired();
850   }
851   SetDCAcut(dcacut);
852   SetDCAcutIter0(dcacutIter0);
853   SetMaxd0z0(maxd0z0);
854   SetMinClusters(TMath::Abs(minCls));
855   SetMinTracks(mintrks);
856   SetNSigmad0(nsigma);
857   SetMinDetFitter(mindetfitter);
858   SetMaxTgl(maxtgl);
859   SetFiducialRZ(fidR,fidZ);
860
861   return; 
862 }
863 //---------------------------------------------------------------------------
864 void AliVertexerTracks::SetTPCMode(Double_t dcacut,
865                                    Double_t dcacutIter0,
866                                    Double_t maxd0z0,
867                                    Int_t minCls,
868                                    Int_t mintrks,
869                                    Double_t nsigma,
870                                    Double_t mindetfitter,
871                                    Double_t maxtgl,
872                                    Double_t fidR,
873                                    Double_t fidZ) 
874 {
875 //
876 //  Cut values for TPC mode
877 //
878   fMode = 1;
879   SetITSrefitNotRequired();
880   SetDCAcut(dcacut);
881   SetDCAcutIter0(dcacutIter0);
882   SetMaxd0z0(maxd0z0);
883   SetMinClusters(minCls);
884   SetMinTracks(mintrks);
885   SetNSigmad0(nsigma);
886   SetMinDetFitter(mindetfitter);
887   SetMaxTgl(maxtgl);
888   SetFiducialRZ(fidR,fidZ);
889
890   return; 
891 }
892 //---------------------------------------------------------------------------
893 void AliVertexerTracks::SetSkipTracks(Int_t n,Int_t *skipped) 
894 {
895 //
896 // Mark the tracks not to be used in the vertex reconstruction.
897 // Tracks are identified by AliESDtrack::GetID()
898 //
899   fNTrksToSkip = n;  fTrksToSkip = new Int_t[n]; 
900   for(Int_t i=0;i<n;i++) fTrksToSkip[i] = skipped[i]; 
901   return; 
902 }
903 //---------------------------------------------------------------------------
904 void  AliVertexerTracks::SetVtxStart(AliESDVertex *vtx) 
905
906 //
907 // Set initial vertex knowledge
908 //
909   vtx->GetXYZ(fNominalPos);
910   vtx->GetCovMatrix(fNominalCov);
911   SetConstraintOn();
912   return; 
913 }
914 //---------------------------------------------------------------------------
915 void AliVertexerTracks::StrLinVertexFinderMinDist(Int_t optUseWeights)
916 {
917   AliExternalTrackParam *track1;
918   const Int_t knacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
919   static TClonesArray linarray("AliStrLine",knacc);
920   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
921     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
922     Double_t alpha=track1->GetAlpha();
923     Double_t mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
924     Double_t pos[3],dir[3],sigmasq[3]; 
925     track1->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
926     track1->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
927     sigmasq[0]=TMath::Sin(alpha)*TMath::Sin(alpha)*track1->GetSigmaY2();
928     sigmasq[1]=TMath::Cos(alpha)*TMath::Cos(alpha)*track1->GetSigmaY2();
929     sigmasq[2]=track1->GetSigmaZ2();
930     TMatrixD ri(3,1);
931     TMatrixD wWi(3,3);
932     if(!TrackToPoint(track1,ri,wWi)) optUseWeights=kFALSE;
933     Double_t wmat[9];
934     Int_t iel=0;
935     for(Int_t ia=0;ia<3;ia++){
936       for(Int_t ib=0;ib<3;ib++){
937         wmat[iel]=wWi(ia,ib);
938         iel++;
939       }    
940     }
941     new(linarray[i]) AliStrLine(pos,sigmasq,wmat,dir);     
942   }
943   fVert=TrackletVertexFinder(&linarray,optUseWeights);
944   linarray.Clear("C");
945 }
946 //---------------------------------------------------------------------------
947 AliESDVertex AliVertexerTracks::TrackletVertexFinder(TClonesArray *lines, Int_t optUseWeights)
948 {
949   // Calculate the point at minimum distance to prepared tracks 
950   
951   const Int_t knacc = (Int_t)lines->GetEntriesFast();
952   Double_t initPos[3]={0.,0.,0.};
953
954   Double_t (*vectP0)[3]=new Double_t [knacc][3];
955   Double_t (*vectP1)[3]=new Double_t [knacc][3];
956   
957   Double_t sum[3][3];
958   Double_t dsum[3]={0,0,0};
959   TMatrixD sumWi(3,3);
960   for(Int_t i=0;i<3;i++){
961     for(Int_t j=0;j<3;j++){
962       sum[i][j]=0;
963       sumWi(i,j)=0.;
964     }
965   }
966
967   for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
968     AliStrLine* line1 = (AliStrLine*)lines->At(i); 
969     Double_t p0[3],cd[3],sigmasq[3];
970     Double_t wmat[9];
971     line1->GetP0(p0);
972     line1->GetCd(cd);
973     line1->GetSigma2P0(sigmasq);
974     line1->GetWMatrix(wmat);
975     TMatrixD wWi(3,3);
976     Int_t iel=0;
977     for(Int_t ia=0;ia<3;ia++){
978       for(Int_t ib=0;ib<3;ib++){
979         wWi(ia,ib)=wmat[iel];
980         iel++;
981       }    
982     }
983
984     sumWi+=wWi;
985
986     Double_t p1[3]={p0[0]+cd[0],p0[1]+cd[1],p0[2]+cd[2]};
987     vectP0[i][0]=p0[0];
988     vectP0[i][1]=p0[1];
989     vectP0[i][2]=p0[2];
990     vectP1[i][0]=p1[0];
991     vectP1[i][1]=p1[1];
992     vectP1[i][2]=p1[2];
993     
994     Double_t matr[3][3];
995     Double_t dknow[3];
996     if(optUseWeights==0)GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,matr,dknow);
997     else GetStrLinDerivMatrix(p0,p1,sigmasq,matr,dknow);
998
999
1000     for(Int_t iii=0;iii<3;iii++){
1001       dsum[iii]+=dknow[iii]; 
1002       for(Int_t lj=0;lj<3;lj++) sum[iii][lj]+=matr[iii][lj];
1003     }
1004   }
1005  
1006   TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
1007   Double_t covmatrix[6];
1008   covmatrix[0] = invsumWi(0,0);
1009   covmatrix[1] = invsumWi(0,1);
1010   covmatrix[2] = invsumWi(1,1);
1011   covmatrix[3] = invsumWi(0,2);
1012   covmatrix[4] = invsumWi(1,2);
1013   covmatrix[5] = invsumWi(2,2);
1014
1015   Double_t vett[3][3];
1016   Double_t det=GetDeterminant3X3(sum);
1017   Double_t sigma=0;
1018   
1019   if(det!=0){
1020     for(Int_t zz=0;zz<3;zz++){
1021       for(Int_t ww=0;ww<3;ww++){
1022         for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[ww][kk]=sum[ww][kk];
1023       }
1024       for(Int_t kk=0;kk<3;kk++) vett[kk][zz]=dsum[kk];
1025       initPos[zz]=GetDeterminant3X3(vett)/det;
1026     }
1027
1028
1029     for(Int_t i=0; i<knacc; i++){
1030       Double_t p0[3]={0,0,0},p1[3]={0,0,0};
1031       for(Int_t ii=0;ii<3;ii++){
1032         p0[ii]=vectP0[i][ii];
1033         p1[ii]=vectP1[i][ii];
1034       }
1035       sigma+=GetStrLinMinDist(p0,p1,initPos);
1036     }
1037
1038     if(sigma>0.) {sigma=TMath::Sqrt(sigma);}else{sigma=999;}
1039   }else{
1040     sigma=999;
1041   }
1042   AliESDVertex theVert(initPos,covmatrix,99999.,knacc);
1043   theVert.SetDispersion(sigma);
1044   delete vectP0;
1045   delete vectP1;
1046   return theVert;
1047 }
1048 //---------------------------------------------------------------------------
1049 Bool_t AliVertexerTracks::TrackToPoint(AliExternalTrackParam *t,
1050                                        TMatrixD &ri,TMatrixD &wWi,
1051                                        Bool_t uUi3by3) const 
1052 {
1053 //
1054 // Extract from the AliExternalTrackParam the global coordinates ri and covariance matrix
1055 // wWi of the space point that it represents (to be used in VertexFitter())
1056 //
1057
1058   
1059   Double_t rotAngle = t->GetAlpha();
1060   if(rotAngle<0.) rotAngle += 2.*TMath::Pi();
1061   Double_t cosRot = TMath::Cos(rotAngle);
1062   Double_t sinRot = TMath::Sin(rotAngle);
1063
1064   ri(0,0) = t->GetX()*cosRot-t->GetY()*sinRot;
1065   ri(1,0) = t->GetX()*sinRot+t->GetY()*cosRot;
1066   ri(2,0) = t->GetZ();
1067
1068
1069
1070   if(!uUi3by3) {
1071     // matrix to go from global (x,y,z) to local (y,z);
1072     TMatrixD qQi(2,3);
1073     qQi(0,0) = -sinRot;
1074     qQi(0,1) = cosRot;
1075     qQi(0,2) = 0.;
1076     qQi(1,0) = 0.;
1077     qQi(1,1) = 0.;
1078     qQi(1,2) = 1.;
1079
1080     // covariance matrix of local (y,z) - inverted
1081     TMatrixD uUi(2,2);
1082     uUi(0,0) = t->GetSigmaY2();
1083     uUi(0,1) = t->GetSigmaZY();
1084     uUi(1,0) = t->GetSigmaZY();
1085     uUi(1,1) = t->GetSigmaZ2();
1086     //printf(" Ui :");
1087     //printf(" %f   %f",uUi(0,0),uUi(0,1));
1088     //printf(" %f   %f",uUi(1,0),uUi(1,1));
1089
1090     if(uUi.Determinant() <= 0.) return kFALSE;
1091     TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
1092   
1093     // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
1094     TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
1095     TMatrixD m(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
1096     wWi = m;
1097   } else {
1098     if(fVert.GetNContributors()<1) AliFatal("Vertex from finder is empty");
1099     // matrix to go from global (x,y,z) to local (x,y,z);
1100     TMatrixD qQi(3,3);
1101     qQi(0,0) = cosRot;
1102     qQi(0,1) = sinRot;
1103     qQi(0,2) = 0.;
1104     qQi(1,0) = -sinRot;
1105     qQi(1,1) = cosRot;
1106     qQi(1,2) = 0.;
1107     qQi(2,0) = 0.;
1108     qQi(2,1) = 0.;
1109     qQi(2,2) = 1.;
1110    
1111     // covariance of fVert along the track  
1112     Double_t p[3],pt,ptot;
1113     t->GetPxPyPz(p);
1114     pt = TMath::Sqrt(p[0]*p[0]+p[1]*p[1]);
1115     ptot = TMath::Sqrt(pt*pt+p[2]*p[2]);
1116     Double_t cphi = p[0]/pt;               //cos(phi)=px/pt
1117     Double_t sphi = p[1]/pt;               //sin(phi)=py/pt
1118     Double_t clambda = pt/ptot;            //cos(lambda)=pt/ptot
1119     Double_t slambda = p[2]/ptot;            //sin(lambda)=pz/ptot
1120     Double_t covfVert[6];
1121     fVert.GetCovMatrix(covfVert);
1122     Double_t covfVertalongt = 
1123        covfVert[0]*cphi*cphi*clambda*clambda 
1124       +covfVert[1]*2.*cphi*sphi*clambda*clambda
1125       +covfVert[3]*2.*cphi*clambda*slambda 
1126       +covfVert[2]*sphi*sphi*clambda*clambda 
1127       +covfVert[4]*2.*sphi*clambda*slambda 
1128       +covfVert[5]*slambda*slambda; 
1129     // covariance matrix of local (x,y,z) - inverted
1130     TMatrixD uUi(3,3);
1131     uUi(0,0) = covfVertalongt * fnSigmaForUi00 * fnSigmaForUi00;
1132     AliDebug(1,Form("=====> sqrtUi00 cm  %f",TMath::Sqrt(uUi(0,0))));
1133     uUi(0,1) = 0.;
1134     uUi(0,2) = 0.;
1135     uUi(1,0) = 0.;
1136     uUi(1,1) = t->GetSigmaY2();
1137     uUi(1,2) = t->GetSigmaZY();
1138     uUi(2,0) = 0.;
1139     uUi(2,1) = t->GetSigmaZY();
1140     uUi(2,2) = t->GetSigmaZ2();
1141     //printf(" Ui :\n");
1142     //printf(" %f   %f\n",uUi(0,0),uUi(0,1));
1143     //printf(" %f   %f\n",uUi(1,0),uUi(1,1));
1144   
1145     if(uUi.Determinant() <= 0.) return kFALSE;
1146     TMatrixD uUiInv(TMatrixD::kInverted,uUi);
1147   
1148     // weights matrix: wWi = qQiT * uUiInv * qQi
1149     TMatrixD uUiInvQi(uUiInv,TMatrixD::kMult,qQi);
1150     TMatrixD m(qQi,TMatrixD::kTransposeMult,uUiInvQi);
1151     wWi = m;
1152   }
1153
1154
1155   return kTRUE;
1156
1157 //---------------------------------------------------------------------------
1158 void AliVertexerTracks::TooFewTracks() 
1159 {
1160 //
1161 // When the number of tracks is < fMinTracks,
1162 // deal with vertices not found and prepare to exit
1163 //
1164   AliDebug(1,"TooFewTracks");
1165
1166   Double_t pos[3],err[3];
1167   pos[0] = fNominalPos[0];
1168   err[0] = TMath::Sqrt(fNominalCov[0]);
1169   pos[1] = fNominalPos[1];
1170   err[1] = TMath::Sqrt(fNominalCov[2]);
1171   pos[2] = fNominalPos[2];
1172   err[2] = TMath::Sqrt(fNominalCov[5]);
1173   Int_t    ncontr = (err[0]>1. ? -1 : -3);
1174   if(fCurrentVertex) { delete fCurrentVertex; fCurrentVertex=0; }
1175   fCurrentVertex = new AliESDVertex(pos,err);
1176   fCurrentVertex->SetNContributors(ncontr);
1177
1178   if(fConstraint) {
1179     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksWithConstraint");
1180   } else {
1181     fCurrentVertex->SetTitle("VertexerTracksNoConstraint");
1182   }
1183
1184   if(!fTrkArraySel.IsEmpty()) fTrkArraySel.Delete(); 
1185   if(fIdSel) {delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;}
1186   if(fTrksToSkip) {delete [] fTrksToSkip; fTrksToSkip=NULL;}
1187
1188   return;
1189 }
1190 //---------------------------------------------------------------------------
1191 void AliVertexerTracks::VertexFinder(Int_t optUseWeights) 
1192 {
1193
1194   // Get estimate of vertex position in (x,y) from tracks DCA
1195  
1196   Double_t initPos[3];
1197   initPos[2] = 0.;
1198   for(Int_t i=0;i<2;i++)initPos[i]=fNominalPos[i];
1199   Int_t nacc = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast();
1200   Double_t aver[3]={0.,0.,0.};
1201   Double_t aversq[3]={0.,0.,0.};
1202   Double_t sigmasq[3]={0.,0.,0.};
1203   Double_t sigma=0;
1204   Int_t ncombi = 0;
1205   AliExternalTrackParam *track1;
1206   AliExternalTrackParam *track2;
1207   Double_t pos[3],dir[3]; 
1208   Double_t alpha,mindist;
1209
1210   for(Int_t i=0; i<nacc; i++){
1211     track1 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(i);
1212     alpha=track1->GetAlpha();
1213     mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
1214     track1->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
1215     track1->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
1216     AliStrLine *line1 = new AliStrLine(pos,dir); 
1217
1218    //    AliStrLine *line1 = new AliStrLine();
1219    //    track1->ApproximateHelixWithLine(mindist,GetFieldkG(),line1);
1220    
1221     for(Int_t j=i+1; j<nacc; j++){
1222       track2 = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(j);
1223       alpha=track2->GetAlpha();
1224       mindist = TMath::Cos(alpha)*fNominalPos[0]+TMath::Sin(alpha)*fNominalPos[1];
1225       track2->GetXYZAt(mindist,GetFieldkG(),pos);
1226       track2->GetPxPyPzAt(mindist,GetFieldkG(),dir);
1227       AliStrLine *line2 = new AliStrLine(pos,dir); 
1228     //      AliStrLine *line2 = new AliStrLine();
1229     //  track2->ApproximateHelixWithLine(mindist,GetFieldkG(),line2);
1230       Double_t distCA=line2->GetDCA(line1);
1231       //printf("%d   %d   %f\n",i,j,distCA);
1232        if(fDCAcut<=0 || (fDCAcut>0&&distCA<fDCAcut)){
1233         Double_t pnt1[3],pnt2[3],crosspoint[3];
1234
1235         if(optUseWeights<=0){
1236           Int_t retcode = line2->Cross(line1,crosspoint);
1237           if(retcode>=0){
1238             ncombi++;
1239             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
1240             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
1241           }
1242         }
1243         if(optUseWeights>0){
1244           Int_t retcode = line1->CrossPoints(line2,pnt1,pnt2);
1245           if(retcode>=0){
1246             Double_t cs, sn;
1247             alpha=track1->GetAlpha();
1248             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);   
1249             Double_t sx1=sn*sn*track1->GetSigmaY2(), sy1=cs*cs*track1->GetSigmaY2();
1250             alpha=track2->GetAlpha();
1251             cs=TMath::Cos(alpha); sn=TMath::Sin(alpha);
1252             Double_t sx2=sn*sn*track2->GetSigmaY2(), sy2=cs*cs*track2->GetSigmaY2();
1253             Double_t sz1=track1->GetSigmaZ2(), sz2=track2->GetSigmaZ2();
1254             Double_t wx1=sx2/(sx1+sx2), wx2=1.- wx1;
1255             Double_t wy1=sy2/(sy1+sy2), wy2=1.- wy1;
1256             Double_t wz1=sz2/(sz1+sz2), wz2=1.- wz1;
1257             crosspoint[0]=wx1*pnt1[0] + wx2*pnt2[0]; 
1258             crosspoint[1]=wy1*pnt1[1] + wy2*pnt2[1]; 
1259             crosspoint[2]=wz1*pnt1[2] + wz2*pnt2[2];
1260           
1261             ncombi++;
1262             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aver[jj]+=crosspoint[jj];
1263             for(Int_t jj=0;jj<3;jj++)aversq[jj]+=(crosspoint[jj]*crosspoint[jj]);
1264           }
1265         }
1266       }
1267       delete line2;
1268     }
1269     delete line1;
1270   }
1271   if(ncombi>0){
1272     for(Int_t jj=0;jj<3;jj++){
1273       initPos[jj] = aver[jj]/ncombi;
1274       //printf("%f\n",initPos[jj]);
1275       aversq[jj]/=ncombi;
1276       sigmasq[jj]=aversq[jj]-initPos[jj]*initPos[jj];
1277       sigma+=sigmasq[jj];
1278     }
1279     sigma=TMath::Sqrt(TMath::Abs(sigma));
1280   }
1281   else {
1282     Warning("VertexFinder","Finder did not succed");
1283     sigma=999;
1284   }
1285   fVert.SetXYZ(initPos);
1286   fVert.SetDispersion(sigma);
1287   fVert.SetNContributors(ncombi);
1288 }
1289 //---------------------------------------------------------------------------
1290 void AliVertexerTracks::VertexFitter() 
1291 {
1292 //
1293 // The optimal estimate of the vertex position is given by a "weighted 
1294 // average of tracks positions".
1295 // Original method: V. Karimaki, CMS Note 97/0051
1296 //
1297   Bool_t useConstraint = fConstraint;
1298   Double_t initPos[3];
1299   if(!fOnlyFitter) {
1300     fVert.GetXYZ(initPos);
1301   } else {
1302     initPos[0]=fNominalPos[0];
1303     initPos[1]=fNominalPos[1];
1304     initPos[2]=fNominalPos[2];
1305   }
1306
1307   Int_t nTrksSel = (Int_t)fTrkArraySel.GetEntries();
1308   if(nTrksSel==1) useConstraint=kTRUE;
1309   AliDebug(1,"--- VertexFitter(): start");
1310   AliDebug(1,Form(" Number of tracks in array: %d\n",nTrksSel));
1311   AliDebug(1,Form(" Minimum # tracks required in fit: %d\n",fMinTracks));
1312   AliDebug(1,Form(" Vertex position after finder: %f,%f,%f\n",initPos[0],initPos[1],initPos[2]));
1313   if(useConstraint) AliDebug(1,Form(" This vertex will be used in fit: (%f+-%f,%f+-%f)\n",fNominalPos[0],TMath::Sqrt(fNominalCov[0]),fNominalPos[1],TMath::Sqrt(fNominalCov[2]))); 
1314
1315   // special treatment for few-tracks fits (e.g. secondary vertices)
1316   Bool_t uUi3by3 = kFALSE; if(nTrksSel<5 && !useConstraint) uUi3by3 = kTRUE;
1317
1318   Int_t i,j,k,step=0;
1319   TMatrixD rv(3,1);
1320   TMatrixD vV(3,3);
1321   rv(0,0) = initPos[0];
1322   rv(1,0) = initPos[1];
1323   rv(2,0) = 0.;
1324   Double_t xlStart,alpha;
1325   Int_t nTrksUsed;
1326   Double_t chi2,chi2i,chi2b;
1327   AliExternalTrackParam *t = 0;
1328   Int_t failed = 0;
1329
1330   // initial vertex covariance matrix
1331   TMatrixD vVb(3,3);
1332   vVb(0,0) = fNominalCov[0];
1333   vVb(0,1) = fNominalCov[1];
1334   vVb(0,2) = 0.;
1335   vVb(1,0) = fNominalCov[1];
1336   vVb(1,1) = fNominalCov[2];
1337   vVb(1,2) = 0.;
1338   vVb(2,0) = 0.;
1339   vVb(2,1) = 0.;
1340   vVb(2,2) = fNominalCov[5];
1341   TMatrixD vVbInv(TMatrixD::kInverted,vVb);
1342   TMatrixD rb(3,1);
1343   rb(0,0) = fNominalPos[0];
1344   rb(1,0) = fNominalPos[1];
1345   rb(2,0) = fNominalPos[2];
1346   TMatrixD vVbInvrb(vVbInv,TMatrixD::kMult,rb);
1347
1348
1349   // 2 steps:
1350   // 1st - estimate of vtx using all tracks
1351   // 2nd - estimate of global chi2
1352   for(step=0; step<2; step++) {
1353     AliDebug(1,Form(" step = %d\n",step));
1354     chi2 = 0.;
1355     nTrksUsed = 0;
1356
1357     if(step==1) { initPos[0]=rv(0,0); initPos[0]=rv(1,0); }
1358
1359     TMatrixD sumWiri(3,1);
1360     TMatrixD sumWi(3,3);
1361     for(i=0; i<3; i++) {
1362       sumWiri(i,0) = 0.;
1363       for(j=0; j<3; j++) sumWi(j,i) = 0.;
1364     }
1365
1366     // mean vertex constraint
1367     if(useConstraint) {
1368       for(i=0;i<3;i++) {
1369         sumWiri(i,0) += vVbInvrb(i,0);
1370         for(k=0;k<3;k++) sumWi(i,k) += vVbInv(i,k);
1371       }
1372       // chi2
1373       TMatrixD deltar = rv; deltar -= rb;
1374       TMatrixD vVbInvdeltar(vVbInv,TMatrixD::kMult,deltar);
1375       chi2b = deltar(0,0)*vVbInvdeltar(0,0)+
1376               deltar(1,0)*vVbInvdeltar(1,0)+
1377               deltar(2,0)*vVbInvdeltar(2,0);
1378       chi2 += chi2b;
1379     }
1380
1381     // loop on tracks  
1382     for(k=0; k<nTrksSel; k++) {
1383       // get track from track array
1384       t = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(k);
1385       alpha = t->GetAlpha();
1386       xlStart = initPos[0]*TMath::Cos(alpha)+initPos[1]*TMath::Sin(alpha);
1387       // to vtxSeed (from finder)
1388       t->PropagateTo(xlStart,GetFieldkG());   
1389  
1390       // vector of track global coordinates
1391       TMatrixD ri(3,1);
1392       // covariance matrix of ri
1393       TMatrixD wWi(3,3);
1394
1395       // get space point from track
1396       if(!TrackToPoint(t,ri,wWi,uUi3by3)) continue;
1397       TMatrixD wWiri(wWi,TMatrixD::kMult,ri); 
1398
1399       // track chi2
1400       TMatrixD deltar = rv; deltar -= ri;
1401       TMatrixD wWideltar(wWi,TMatrixD::kMult,deltar);
1402       chi2i = deltar(0,0)*wWideltar(0,0)+
1403               deltar(1,0)*wWideltar(1,0)+
1404               deltar(2,0)*wWideltar(2,0);
1405
1406       // add to total chi2
1407       chi2 += chi2i;
1408
1409       sumWiri += wWiri;
1410       sumWi   += wWi;
1411
1412       nTrksUsed++;
1413     } // end loop on tracks
1414
1415     if(nTrksUsed < fMinTracks) {
1416       failed=1;
1417       continue;
1418     }
1419
1420     Double_t determinant = sumWi.Determinant();
1421     if(determinant < fMinDetFitter)  { 
1422       AliDebug(1,Form("det(V) = %f (<%f)\n",determinant,fMinDetFitter));       
1423       failed=1;
1424       continue;
1425     }
1426
1427     if(step==0) { 
1428       // inverted of weights matrix
1429       TMatrixD invsumWi(TMatrixD::kInverted,sumWi);
1430       vV = invsumWi;
1431       // position of primary vertex
1432       rv.Mult(vV,sumWiri);
1433     }
1434   } // end loop on the 2 steps
1435
1436   if(failed) { 
1437     TooFewTracks();
1438     return; 
1439   }
1440
1441   Double_t position[3];
1442   position[0] = rv(0,0);
1443   position[1] = rv(1,0);
1444   position[2] = rv(2,0);
1445   Double_t covmatrix[6];
1446   covmatrix[0] = vV(0,0);
1447   covmatrix[1] = vV(0,1);
1448   covmatrix[2] = vV(1,1);
1449   covmatrix[3] = vV(0,2);
1450   covmatrix[4] = vV(1,2);
1451   covmatrix[5] = vV(2,2);
1452   
1453   // for correct chi2/ndf, count constraint as additional "track"
1454   if(fConstraint) nTrksUsed++;
1455   // store data in the vertex object
1456   if(fCurrentVertex) { delete fCurrentVertex; fCurrentVertex=0; }
1457   fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nTrksUsed);
1458
1459   AliDebug(1," Vertex after fit:");
1460   AliDebug(1,Form("xyz: %f %f %f; nc %d",fCurrentVertex->GetXv(),fCurrentVertex->GetYv(),fCurrentVertex->GetZv(),fCurrentVertex->GetNContributors()));
1461   AliDebug(1,"--- VertexFitter(): finish\n");
1462  
1463
1464   return;
1465 }
1466 //----------------------------------------------------------------------------
1467 AliESDVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedTracks(TObjArray *trkArray,
1468                                                          UShort_t *id,
1469                                                          Bool_t optUseFitter,
1470                                                          Bool_t optPropagate) 
1471 {
1472 //
1473 // Return vertex from tracks (AliExternalTrackParam) in array
1474 //
1475   fCurrentVertex = 0;
1476   SetConstraintOff();
1477
1478   // get tracks and propagate them to initial vertex position
1479   fIdSel = new UShort_t[(Int_t)trkArray->GetEntriesFast()];
1480   Int_t nTrksSel = PrepareTracks(*trkArray,id,0);
1481   if(nTrksSel <  TMath::Max(2,fMinTracks)) {
1482     TooFewTracks();
1483     return fCurrentVertex;
1484   }
1485  
1486   // vertex finder
1487   switch (fAlgo) {
1488     case 1: StrLinVertexFinderMinDist(1); break;
1489     case 2: StrLinVertexFinderMinDist(0); break;
1490     case 3: HelixVertexFinder();          break;
1491     case 4: VertexFinder(1);              break;
1492     case 5: VertexFinder(0);              break;
1493     default: printf("Wrong algorithm\n"); break;  
1494   }
1495   AliDebug(1," Vertex finding completed\n");
1496
1497   // vertex fitter
1498   if(optUseFitter) {
1499     VertexFitter();
1500   } else {
1501     Double_t position[3]={fVert.GetXv(),fVert.GetYv(),fVert.GetZv()};
1502     Double_t covmatrix[6];
1503     fVert.GetCovMatrix(covmatrix);
1504     Double_t chi2=99999.;
1505     Int_t    nTrksUsed=fVert.GetNContributors();
1506     fCurrentVertex = new AliESDVertex(position,covmatrix,chi2,nTrksUsed);    
1507   }
1508   fCurrentVertex->SetDispersion(fVert.GetDispersion());
1509
1510
1511   // set indices of used tracks and propagate track to found vertex
1512   UShort_t *indices = 0;
1513   Double_t d0z0[2],covd0z0[3];
1514   AliExternalTrackParam *t = 0;
1515   if(fCurrentVertex->GetNContributors()>0) {
1516     indices = new UShort_t[fCurrentVertex->GetNContributors()];
1517     for(Int_t jj=0; jj<(Int_t)fTrkArraySel.GetEntriesFast(); jj++) {
1518       indices[jj] = fIdSel[jj];
1519       t = (AliExternalTrackParam*)fTrkArraySel.At(jj);
1520       if(optPropagate && optUseFitter) {
1521         if(TMath::Sqrt(fCurrentVertex->GetXv()*fCurrentVertex->GetXv()+fCurrentVertex->GetYv()*fCurrentVertex->GetYv())<3.) {
1522           t->PropagateToDCA(fCurrentVertex,GetFieldkG(),100.,d0z0,covd0z0);
1523           AliDebug(1,Form("Track %d propagated to found vertex",jj));
1524         } else {
1525           AliWarning("Found vertex outside beam pipe!");
1526         }
1527       }
1528     }
1529     fCurrentVertex->SetIndices(fCurrentVertex->GetNContributors(),indices);
1530   }
1531
1532   // clean up
1533   delete [] indices; indices=NULL;
1534   delete [] fIdSel; fIdSel=NULL;
1535   fTrkArraySel.Delete();
1536   
1537   return fCurrentVertex;
1538 }
1539 //----------------------------------------------------------------------------
1540 AliESDVertex* AliVertexerTracks::VertexForSelectedESDTracks(TObjArray *trkArray,
1541                                                          Bool_t optUseFitter,
1542                                                          Bool_t optPropagate) 
1543 {
1544 //
1545 // Return vertex from array of ESD tracks
1546 //
1547
1548   Int_t nTrks = (Int_t)trkArray->GetEntriesFast();
1549   UShort_t *id = new UShort_t[nTrks];
1550
1551   AliESDtrack *esdt = 0;
1552   for(Int_t i=0; i<nTrks; i++){
1553     esdt = (AliESDtrack*)trkArray->At(i);
1554     id[i] = (UShort_t)esdt->GetID();
1555   }
1556     
1557   VertexForSelectedTracks(trkArray,id,optUseFitter,optPropagate);
1558
1559   delete [] id; id=NULL;
1560
1561   return fCurrentVertex;
1562 }
1563 //--------------------------------------------------------------------------