904c9cb77af04af88ef6770e79cba9b74bddbc40
[u/mrichter/AliRoot.git] / STEER / ESD / AliVertexerTracks.h
1 #ifndef ALIVERTEXERTRACKS_H
2 #define ALIVERTEXERTRACKS_H
3 /* Copyright(c) 1998-2003, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6
7 //-------------------------------------------------------
8 // Class for vertex determination with tracks
9 //
10 //   Origin: AliITSVertexerTracks  
11 //           A.Dainese, Padova, andrea.dainese@pd.infn.it
12 //           M.Masera,  Torino, massimo.masera@to.infn.it 
13 //   Moved to STEER and adapted to ESD tracks: 
14 //           F.Prino, Torino, prino@to.infn.it 
15 //-------------------------------------------------------
16
17 /*****************************************************************************
18  *                                                                           *
19  * This class determines the vertex of a set of tracks.                      *
20  * Different algorithms are implemented, see data member fAlgo.              *
21  *                                                                           *
22  *****************************************************************************/
23
24 #include <TObjArray.h>
25 #include <TMatrixD.h>
26
27 #include "AliLog.h"
28 #include "AliESDVertex.h"
29
30
31 class AliExternalTrackParam;
32 class AliVEvent;
33 class AliESDEvent;
34 class AliStrLine;
35
36 class AliVertexerTracks : public TObject {
37   
38  public:
39   enum {kTOFBCShift=200, 
40         kStrLinVertexFinderMinDist1=1,
41         kStrLinVertexFinderMinDist0=2,
42         kHelixVertexFinder=3,
43         kVertexFinder1=4,
44         kVertexFinder0=5,
45         kMultiVertexer=6};
46   enum {kBitUsed = BIT(16),kBitAccounted = BIT(17)};
47   AliVertexerTracks(); 
48   AliVertexerTracks(Double_t fieldkG); 
49   virtual ~AliVertexerTracks();
50
51   AliESDVertex* FindPrimaryVertex(const AliVEvent *vEvent);
52   AliESDVertex* FindPrimaryVertex(const TObjArray *trkArrayOrig,UShort_t *idOrig);
53   AliESDVertex* VertexForSelectedTracks(const TObjArray *trkArray,UShort_t *id,
54                                         Bool_t optUseFitter=kTRUE,
55                                         Bool_t optPropagate=kTRUE,
56                                         Bool_t optUseDiamondConstraint=kFALSE);
57   AliESDVertex* VertexForSelectedESDTracks(TObjArray *trkArray,
58                                         Bool_t optUseFitter=kTRUE,
59                                         Bool_t optPropagate=kTRUE,
60                                         Bool_t optUseDiamondConstraint=kFALSE);
61   AliESDVertex* RemoveTracksFromVertex(AliESDVertex *inVtx,
62                                        const TObjArray *trkArray,UShort_t *id,
63                                        const Float_t *diamondxy) const; 
64   AliESDVertex* RemoveConstraintFromVertex(AliESDVertex *inVtx,
65                                            Float_t *diamondxyz,
66                                            Float_t *diamondcov) const;
67   void  SetITSMode(Double_t dcacut=0.1,
68                    Double_t dcacutIter0=0.1,
69                    Double_t maxd0z0=0.5,
70                    Int_t minCls=5,
71                    Int_t mintrks=1,
72                    Double_t nsigma=3.,
73                    Double_t mindetfitter=100.,
74                    Double_t maxtgl=1000.,
75                    Double_t fidR=3.,
76                    Double_t fidZ=30.,
77                    Int_t finderAlgo=1,
78                    Int_t finderAlgoIter0=4); 
79   void  SetTPCMode(Double_t dcacut=0.1,
80                    Double_t dcacutIter0=1.0,
81                    Double_t maxd0z0=5.0,
82                    Int_t minCls=10,
83                    Int_t mintrks=1,
84                    Double_t nsigma=3.,
85                    Double_t mindetfitter=0.1,
86                    Double_t maxtgl=1.5, 
87                    Double_t fidR=3.,
88                    Double_t fidZ=30.,
89                    Int_t finderAlgo=1,
90                    Int_t finderAlgoIter0=4); 
91   void  SetCuts(Double_t *cuts, int ncuts);
92   void  SetConstraintOff() { fConstraint=kFALSE; SetVtxStart(); SetVtxStartSigma(); return; }
93   void  SetConstraintOn() { fConstraint=kTRUE; return; }
94   void  SetDCAcut(Double_t maxdca) { fDCAcut=maxdca; return; }
95   void  SetDCAcutIter0(Double_t maxdca) { fDCAcutIter0=maxdca; return; }
96   void  SetFinderAlgorithm(Int_t opt=1) { fAlgo=opt; return; }
97   void  SetITSrefitRequired() { fITSrefit=kTRUE; return; }
98   void  SetITSpureSA() { fITSpureSA=kTRUE; return; }
99   Bool_t GetITSrefitRequired() const { return fITSrefit; }
100   void  SetITSrefitNotRequired() { fITSrefit=kFALSE; return; }
101   void  SetFiducialRZ(Double_t r=3,Double_t z=30) { fFiducialR=r; fFiducialZ=z; return; }
102   void  SetMaxd0z0(Double_t maxd0z0=0.5) { fMaxd0z0=maxd0z0; return; }
103   void  SetMinClusters(Int_t n=5) { fMinClusters=n; return; }
104   Int_t GetMinClusters() const { return fMinClusters; }
105   void  SetMinTracks(Int_t n=1) { fMinTracks=n; return; }
106   void  SetNSigmad0(Double_t n=3) { fNSigma=n; return; }
107   Double_t GetNSigmad0() const { return fNSigma; }
108   void  SetMinDetFitter(Double_t mindet=100.) { fMinDetFitter=mindet; return; }
109   void  SetMaxTgl(Double_t maxtgl=1.) { fMaxTgl=maxtgl; return; }
110   void  SetOnlyFitter() { if(!fConstraint) AliFatal("Set constraint first!"); 
111      fOnlyFitter=kTRUE; return; }
112   void  SetSkipTracks(Int_t n,const Int_t *skipped);
113   void  SetVtxStart(Double_t x=0,Double_t y=0,Double_t z=0) 
114     { fNominalPos[0]=x; fNominalPos[1]=y; fNominalPos[2]=z; return; }
115   void  SetVtxStartSigma(Double_t sx=3.,Double_t sy=3.,Double_t sz=15.) 
116     { fNominalCov[0]=sx*sx; fNominalCov[2]=sy*sy; fNominalCov[5]=sz*sz;
117       fNominalCov[1]=0.; fNominalCov[3]=0.; fNominalCov[4]=0.; return; }
118   void  SetVtxStart(AliESDVertex *vtx);
119   void  SetSelectOnTOFBunchCrossing(Bool_t select=kFALSE,Bool_t keepAlsoUnflagged=kTRUE) {fSelectOnTOFBunchCrossing=select; fKeepAlsoUnflaggedTOFBunchCrossing=keepAlsoUnflagged; return;}
120   //
121   static Double_t GetStrLinMinDist(const Double_t *p0,const Double_t *p1,const Double_t *x0);
122   static Double_t GetDeterminant3X3(Double_t matr[][3]);
123   static void GetStrLinDerivMatrix(const Double_t *p0,const Double_t *p1,Double_t (*m)[3],Double_t *d);
124   static void GetStrLinDerivMatrix(const Double_t *p0,const Double_t *p1,const Double_t *sigmasq,Double_t (*m)[3],Double_t *d);
125   static AliESDVertex TrackletVertexFinder(const TClonesArray *lines, Int_t optUseWeights=0);
126   static AliESDVertex TrackletVertexFinder(AliStrLine **lines, const Int_t knacc, Int_t optUseWeights=0);
127   void     SetFieldkG(Double_t field=-999.) { fFieldkG=field; return; }
128   Double_t GetFieldkG() const { 
129     if(fFieldkG<-99.) AliFatal("Field value not set");
130     return fFieldkG; } 
131   void SetNSigmaForUi00(Double_t n=1.5) { fnSigmaForUi00=n; return; }
132   Double_t GetNSigmaForUi00() const { return fnSigmaForUi00; }
133   //
134   void SetMVTukey2(double t=6)             {fMVTukey2     = t;}
135   void SetMVSig2Ini(double t=1e3)          {fMVSig2Ini    = t;}
136   void SetMVMaxSigma2(double t=3.)         {fMVMaxSigma2  = t;}
137   void SetMVMinSig2Red(double t=0.005)     {fMVMinSig2Red = t;}
138   void SetMVMinDst(double t=10e-4)         {fMVMinDst     = t;}
139   void SetMVScanStep(double t=2.)          {fMVScanStep   = t;}
140   void SetMVFinalWBinary(Bool_t v=kTRUE)   {fMVFinalWBinary = v;}
141   void SetMVMaxWghNtr(double w=10.)        {fMVMaxWghNtr  = w;}
142   //
143   void   FindVerticesMV();
144   Bool_t FindNextVertexMV();
145   //
146   AliESDVertex* GetCurrentVertex() const {return (AliESDVertex*)fCurrentVertex;}
147   TObjArray*    GetVerticesArray() const {return (TObjArray*)fMVVertices;}   // RS to be removed
148   void          AnalyzePileUp(AliESDEvent* esdEv);
149   void          SetBCSpacing(Int_t ns=50) {fBCSpacing = ns;}
150
151   // Configuration of multi-vertexing vis pre-clusterization of tracks
152   void SetUseTrackClusterization(Bool_t opt=kFALSE){fClusterize=opt;}
153   void SetDeltaZCutForCluster(Double_t cut){fDeltaZCutForCluster=cut;}
154   void SetnSigmaZCutForCluster(Double_t cut){fnSigmaZCutForCluster=cut;}
155
156   Bool_t GetUseTrackClusterization() const {return fClusterize;}
157   Double_t GetDeltaZCutForCluster() const {return fDeltaZCutForCluster;}
158   Double_t GetnSigmaZCutForCluster() const {return fnSigmaZCutForCluster;}
159
160
161   //
162  protected:
163   void     HelixVertexFinder();
164   void     OneTrackVertFinder();
165   Int_t    PrepareTracks(const TObjArray &trkArrayOrig,const UShort_t *idOrig,
166                          Int_t optImpParCut);
167   Bool_t   PropagateTrackTo(AliExternalTrackParam *track,
168                             Double_t xToGo);
169   Bool_t   TrackToPoint(AliExternalTrackParam *t,
170                         TMatrixD &ri,TMatrixD &wWi,
171                         Bool_t uUi3by3=kFALSE) const;     
172   void     VertexFinder(Int_t optUseWeights=0);
173   void     VertexFitter(Bool_t vfit=kTRUE, Bool_t chiCalc=kTRUE,Int_t useWeights=0);
174   void     StrLinVertexFinderMinDist(Int_t optUseWeights=0);
175   void     TooFewTracks();
176
177   void     FindAllVertices(Int_t nTrksOrig, const TObjArray *trkArrayOrig, Double_t* zTr, Double_t* err2zTr, UShort_t* idOrig);
178
179   AliESDVertex fVert;         // vertex after vertex finder
180   AliESDVertex *fCurrentVertex;  // ESD vertex after fitter
181   UShort_t  fMode;            // 0 ITS+TPC; 1 TPC
182   Double_t  fFieldkG;         // z component of field (kGauss) 
183   Double_t  fNominalPos[3];   // initial knowledge on vertex position
184   Double_t  fNominalCov[6];   // initial knowledge on vertex position
185   TObjArray fTrkArraySel;     // array with tracks to be processed
186   UShort_t  *fIdSel;          // IDs of the tracks (AliESDtrack::GetID())
187   Int_t     *fTrksToSkip;     // track IDs to be skipped for find and fit 
188   Int_t     fNTrksToSkip;     // number of tracks to be skipped 
189   Bool_t    fConstraint;      // true when "mean vertex" was set in 
190                               // fNominal ... and must be used in the fit
191   Bool_t    fOnlyFitter;      // primary with one fitter shot only
192                               // (use only with beam constraint)
193   Int_t     fMinTracks;       // minimum number of tracks
194   Int_t     fMinClusters;     // minimum number of ITS or TPC clusters per track
195   Double_t  fDCAcut;          // maximum DCA between 2 tracks used for vertex
196   Double_t  fDCAcutIter0;     // maximum DCA between 2 tracks used for vertex
197   Double_t  fNSigma;          // number of sigmas for d0 cut in PrepareTracks()
198   Double_t  fMaxd0z0;         // value for sqrt(d0d0+z0z0) cut 
199                               // in PrepareTracks(1) if fConstraint=kFALSE
200   Double_t  fMinDetFitter;    // minimum determinant to try to invertex matrix
201   Double_t  fMaxTgl;          // maximum tgl of tracks
202   Bool_t    fITSrefit;        // if kTRUE (default), use only kITSrefit tracks
203                               // if kFALSE, use all tracks (also TPC only)
204   Bool_t    fITSpureSA;       // if kFALSE (default) skip ITSpureSA tracks
205                               // if kTRUE use only those
206   Double_t  fFiducialR;       // radius of fiducial cylinder for tracks 
207   Double_t  fFiducialZ;       // length of fiducial cylinder for tracks
208   Double_t  fnSigmaForUi00;   // n. sigmas from finder in TrackToPoint
209   Int_t     fAlgo;            // option for vertex finding algorythm
210   Int_t     fAlgoIter0;       // this is for iteration 0  
211   // fAlgo=1 (default) finds minimum-distance point among all selected tracks
212   //         approximated as straight lines 
213   //         and uses errors on track parameters as weights
214   // fAlgo=2 finds minimum-distance point among all the selected tracks
215   //         approximated as straight lines 
216   // fAlgo=3 finds the average point among DCA points of all pairs of tracks
217   //         treated as helices
218   // fAlgo=4 finds the average point among DCA points of all pairs of tracks
219   //         approximated as straight lines 
220   //         and uses errors on track parameters as weights
221   // fAlgo=5 finds the average point among DCA points of all pairs of tracks
222   //         approximated as straight lines 
223   //
224   Bool_t    fSelectOnTOFBunchCrossing;  // tracks from bunch crossing 0 
225   Bool_t    fKeepAlsoUnflaggedTOFBunchCrossing; // also tracks w/o bunch crossing number (-1)
226   // parameters for multivertexer
227   Double_t fMVWSum;                    // sum of weights for multivertexer
228   Double_t fMVWE2;                     // sum of weighted chi2's for  multivertexer
229   Double_t fMVTukey2;                  // Tukey constant for multivertexer
230   Double_t fMVSigma2;                  // chi2 current scaling param for multivertexer
231   Double_t fMVSig2Ini;                 // initial value for fMVSigma2
232   Double_t fMVMaxSigma2;               // max acceptable value for final fMVSigma2
233   Double_t fMVMinSig2Red;              // min reduction of fMVSigma2 to exit the loop
234   Double_t fMVMinDst;                  // min distance between vertices at two iterations to exit
235   Double_t fMVScanStep;                // step of vertices scan
236   Double_t fMVMaxWghNtr;               // min W-distance*Ncontr_min for close vertices
237   Bool_t   fMVFinalWBinary;            // for the final fit use binary weights
238   Int_t    fBCSpacing;                 // BC Spacing in ns (will define the rounding of BCid)
239   TObjArray* fMVVertices;              // array of found vertices
240
241   Bool_t   fClusterize;                // flag to activate track clusterization into vertices before vertex finder
242   Double_t fDeltaZCutForCluster;       // minimum distance in z between tracks to create new cluster
243   Double_t fnSigmaZCutForCluster;      // minimum distacnce in number of sigma along z to create new cluster
244   //
245  private:
246   AliVertexerTracks(const AliVertexerTracks & source);
247   AliVertexerTracks & operator=(const AliVertexerTracks & source);
248
249   ClassDef(AliVertexerTracks,16) // 3D Vertexing with tracks 
250 };
251
252 #endif
253