TPC/AliTPCtrack.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //-----------------------------------------------------------------
  19 //           Implementation of the TPC track class
  20 //        This class is used by the AliTPCtracker class
  21 //      Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
  22 //-----------------------------------------------------------------
  23
  24 #include <Riostream.h>
  25
  26 #include "AliTPCtrack.h"
  27 #include "AliCluster.h"
  28 #include "AliTracker.h"
  29 #include "AliESDtrack.h"
  30 #include "AliESDVertex.h"
  31 #include "TTreeStream.h"
  32 #include  "AliTPCRecoParam.h"
  33 #include  "AliTPCReconstructor.h"
  34 ClassImp(AliTPCtrack)
  35
  36 //_________________________________________________________________________
  37 AliTPCtrack::AliTPCtrack():
  38   AliKalmanTrack(),
  39   fdEdx(0),
  40   fSdEdx(1e10),
  41   fNFoundable(0),
  42   fBConstrain(kFALSE),
  43   fLastPoint(-1),
  44   fFirstPoint(-1),
  45   fRemoval(0),
  46   fTrackType(0),
  47   fLab2(-1),
  48   fNShared(0),
  49   fReference()
  50 {
  51   //-------------------------------------------------
  52   // default constructor
  53   //-------------------------------------------------
  54   for (Int_t i=0; i<kMaxRow;i++) fIndex[i]=-2;
  55   for (Int_t i=0; i<4;i++) fPoints[i]=0.;
  56   for (Int_t i=0; i<12;i++) fKinkPoint[i]=0.;
  57   for (Int_t i=0; i<3;i++) fKinkIndexes[i]=0;
  58   for (Int_t i=0; i<3;i++) fV0Indexes[i]=0;
  59 }
  60
  61 //_________________________________________________________________________
  62
  63
  64
  65 AliTPCtrack::AliTPCtrack(Double_t x, Double_t alpha, const Double_t p[5],
  66                          const Double_t cov[15], Int_t index) :
  67   AliKalmanTrack(),
  68   fdEdx(0),
  69   fSdEdx(1e10),
  70   fNFoundable(0),
  71   fBConstrain(kFALSE),
  72   fLastPoint(0),
  73   fFirstPoint(0),
  74   fRemoval(0),
  75   fTrackType(0),
  76   fLab2(0),
  77   fNShared(0),
  78   fReference()
  79 {
  80   //-----------------------------------------------------------------
  81   // This is the main track constructor.
  82   //-----------------------------------------------------------------
  83   Double_t cnv=1./(AliTracker::GetBz()*kB2C);
  84
  85   Double_t pp[5]={
  86     p[0],
  87     p[1],
  88     x*p[4] - p[2],
  89     p[3],
  90     p[4]*cnv
  91   };
  92
  93   Double_t c22 = x*x*cov[14] - 2*x*cov[12] + cov[5];
  94   Double_t c32 = x*cov[13] - cov[8];
  95   Double_t c20 = x*cov[10] - cov[3],
  96            c21 = x*cov[11] - cov[4], c42 = x*cov[14] - cov[12];
  97
  98   Double_t cc[15]={
  99     cov[0 ],
 100     cov[1 ],     cov[2 ],
 101     c20,         c21,         c22,
 102     cov[6 ],     cov[7 ],     c32,     cov[9 ],
 103     cov[10]*cnv, cov[11]*cnv, c42*cnv, cov[13]*cnv, cov[14]*cnv*cnv
 104   };
 105
 106   Double_t mostProbablePt=AliExternalTrackParam::GetMostProbablePt();
 107   Double_t p0=TMath::Sign(1/mostProbablePt,pp[4]);
 108   Double_t w0=cc[14]/(cc[14] + p0*p0), w1=p0*p0/(cc[14] + p0*p0);
 109   pp[4] = w0*p0 + w1*pp[4];
 110   cc[10]*=w1; cc[11]*=w1; cc[12]*=w1; cc[13]*=w1; cc[14]*=w1;
 111
 112   Set(x,alpha,pp,cc);
 113
 114   SetNumberOfClusters(1);
 115
 116   fIndex[0]=index;
 117   for (Int_t i=1; i<kMaxRow;i++) fIndex[i]=-2;
 118   for (Int_t i=0; i<4;i++) fPoints[i]=0.;
 119   for (Int_t i=0; i<12;i++) fKinkPoint[i]=0.;
 120   for (Int_t i=0; i<3;i++) fKinkIndexes[i]=0;
 121   for (Int_t i=0; i<3;i++) fV0Indexes[i]=0;
 122 }
 123
 124 //_____________________________________________________________________________
 125 AliTPCtrack::AliTPCtrack(const AliESDtrack& t, TTreeSRedirector *pcstream) :
 126   AliKalmanTrack(),
 127   fdEdx(t.GetTPCsignal()),
 128   fSdEdx(1e10),
 129   fNFoundable(0),
 130   fBConstrain(kFALSE),
 131   fLastPoint(0),
 132   fFirstPoint(0),
 133   fRemoval(0),
 134   fTrackType(0),
 135   fLab2(0),
 136   fNShared(0),
 137   fReference()
 138 {
 139   //-----------------------------------------------------------------
 140   // Conversion AliESDtrack -> AliTPCtrack.
 141   //-----------------------------------------------------------------
 142   const Double_t kmaxC[4]={10,10,0.1,0.1};  // cuts on the rms /fP0,fP1,fP2,fP3
 143   SetNumberOfClusters(t.GetTPCclusters(fIndex));
 144   SetLabel(t.GetLabel());
 145   SetMass(t.GetMass());
 146   for (Int_t i=0; i<4;i++) fPoints[i]=0.;
 147   for (Int_t i=0; i<12;i++) fKinkPoint[i]=0.;
 148   for (Int_t i=0; i<3;i++) fKinkIndexes[i]=0;
 149   for (Int_t i=0; i<3;i++) fV0Indexes[i]=0;
 150   //
 151   // choose parameters to start
 152   //
 153   const AliTPCRecoParam * recoParam = AliTPCReconstructor::GetRecoParam();
 154   Int_t reject=0;
 155   AliExternalTrackParam param(t);
 156
 157   const AliExternalTrackParam  *tpcout=(t.GetFriendTrack())? ((AliESDfriendTrack*)(t.GetFriendTrack()))->GetTPCOut():0;
 158   const AliExternalTrackParam  *tpcin = t.GetInnerParam();
 159   const AliExternalTrackParam  *tpc=(tpcout)?tpcout:tpcin;
 160   if (!tpc) tpc=&param;
 161   Bool_t isOK=recoParam->GetUseOuterDetectors();
 162   if (param.GetCovariance()[0]>kmaxC[0]*kmaxC[0]) isOK=kFALSE;
 163   if (param.GetCovariance()[2]>kmaxC[1]*kmaxC[1]) isOK=kFALSE;
 164   if (param.GetCovariance()[5]>kmaxC[2]*kmaxC[2]) isOK=kFALSE;
 165   if (param.GetCovariance()[9]>kmaxC[3]*kmaxC[3]) isOK=kFALSE;
 166   param.Rotate(tpc->GetAlpha());
 167   Double_t oldX=param.GetX(),  oldY=param.GetY(),  oldZ=param.GetZ();
 168   if (!isOK ){
 169     param=*tpc;
 170     isOK=kTRUE;
 171     reject=1;
 172   }
 173   isOK=AliTracker::PropagateTrackToBxByBz(&param,tpc->GetX(),t.GetMass(),2.,kFALSE);
 174   if (param.GetCovariance()[0]>kmaxC[0]*kmaxC[0]) isOK=kFALSE;
 175   if (param.GetCovariance()[2]>kmaxC[1]*kmaxC[1]) isOK=kFALSE;
 176   if (param.GetCovariance()[5]>kmaxC[2]*kmaxC[2]) isOK=kFALSE;
 177   if (param.GetCovariance()[9]>kmaxC[3]*kmaxC[3]) isOK=kFALSE;
 178   if (!isOK){
 179     param=*tpc;
 180     isOK=kTRUE;
 181     reject=2;
 182   }
 183   if (reject>0){
 184     param.ResetCovariance(4.);  // reset covariance if start from backup param
 185   }
 186   //
 187   //
 188   if (pcstream){
 189     AliExternalTrackParam dummy;
 190     AliExternalTrackParam *ptpc=(AliExternalTrackParam *)tpc;
 191     //    if (!ptpc) ptpc=&dummy;
 192     AliESDtrack *esd= (AliESDtrack *)&t;
 193     (*pcstream)<<"trackP"<<
 194       "reject="<<reject<<   // flag - rejection of current esd track parameters
 195       "esd.="<<esd<<        // original esd track
 196       "tr.="<<&param<<      // starting track parameters
 197       "out.="<<ptpc<<       // backup tpc parameters
 198       "\n";
 199   }
 200
 201   Set(param.GetX(),param.GetAlpha(),param.GetParameter(),param.GetCovariance());
 202
 203   if ((t.GetStatus()&AliESDtrack::kTIME) == 0) return;
 204   StartTimeIntegral();
 205   Double_t times[10]; t.GetIntegratedTimes(times); SetIntegratedTimes(times);
 206   SetIntegratedLength(t.GetIntegratedLength());
 207
 208   if (GetX()>oldX) {
 209      Double_t dX=GetX()-oldX, dY=GetY()-oldY, dZ=GetZ()-oldZ;
 210      Double_t d=TMath::Sqrt(dX*dX + dY*dY + dZ*dZ);
 211      AddTimeStep(d);
 212   }
 213 }
 214
 215 //_____________________________________________________________________________
 216 AliTPCtrack::AliTPCtrack(const AliTPCtrack& t) :
 217   AliKalmanTrack(t),
 218   fdEdx(t.fdEdx),
 219   fSdEdx(t.fSdEdx),
 220   fNFoundable(t.fNFoundable),
 221   fBConstrain(t.fBConstrain),
 222   fLastPoint(t.fLastPoint),
 223   fFirstPoint(t.fFirstPoint),
 224   fRemoval(t.fRemoval),
 225   fTrackType(t.fTrackType),
 226   fLab2(t.fLab2),
 227   fNShared(t.fNShared),
 228   fReference(t.fReference)
 229
 230 {
 231   //-----------------------------------------------------------------
 232   // This is a track copy constructor.
 233   //-----------------------------------------------------------------
 234   Set(t.GetX(),t.GetAlpha(),t.GetParameter(),t.GetCovariance());
 235
 236   for (Int_t i=0; i<kMaxRow; i++) fIndex[i]=t.fIndex[i];
 237   for (Int_t i=0; i<4;i++) fPoints[i]=t.fPoints[i];
 238   for (Int_t i=0; i<12;i++) fKinkPoint[i]=t.fKinkPoint[i];
 239   for (Int_t i=0; i<3;i++) fKinkIndexes[i]=t.fKinkIndexes[i];
 240   for (Int_t i=0; i<3;i++) fV0Indexes[i]=t.fV0Indexes[i];
 241 }
 242
 243 AliTPCtrack& AliTPCtrack::operator=(const AliTPCtrack& o){
 244   if(this!=&o){
 245     AliKalmanTrack::operator=(o);
 246     fdEdx = o.fdEdx;
 247     for(Int_t i = 0;i<kMaxRow;++i)fIndex[i] = o.fIndex[i];
 248     for(Int_t i = 0;i<4;++i)fPoints[i] = o.fPoints[i];
 249     fSdEdx = o.fSdEdx;
 250     fNFoundable = o.fNFoundable;
 251     fBConstrain = o.fBConstrain;
 252     fLastPoint  = o.fLastPoint;
 253     fFirstPoint = o.fFirstPoint;
 254     fTrackType  = o.fTrackType;
 255     fLab2       = o.fLab2;
 256     fNShared    = o.fNShared;
 257     fReference  = o.fReference;
 258     for(Int_t i = 0;i<12;++i) fKinkPoint[i] = o.fKinkPoint[i];
 259
 260     for(Int_t i = 0;i<3;++i){
 261       fKinkIndexes[i] = o.fKinkIndexes[i];
 262       fV0Indexes[i] = o.fV0Indexes[i];
 263     }
 264   }
 265   return *this;
 266
 267 }
 268
 269
 270 //_____________________________________________________________________________
 271 Int_t AliTPCtrack::Compare(const TObject *o) const {
 272   //-----------------------------------------------------------------
 273   // This function compares tracks according to the their curvature
 274   //-----------------------------------------------------------------
 275   AliTPCtrack *t=(AliTPCtrack*)o;
 276   //Double_t co=t->OneOverPt();
 277   //Double_t c = OneOverPt();
 278   Double_t co=t->GetSigmaY2()*t->GetSigmaZ2();
 279   Double_t c =GetSigmaY2()*GetSigmaZ2();
 280   if (c>co) return 1;
 281   else if (c<co) return -1;
 282   return 0;
 283 }
 284
 285 Double_t AliTPCtrack::GetPredictedChi2(const AliCluster *c) const {
 286   //-----------------------------------------------------------------
 287   // This function calculates a predicted chi2 increment.
 288   //-----------------------------------------------------------------
 289   Double_t p[2]={c->GetY(), c->GetZ()};
 290   Double_t cov[3]={c->GetSigmaY2(), 0., c->GetSigmaZ2()};
 291   return AliExternalTrackParam::GetPredictedChi2(p,cov);
 292 }
 293
 294 //_____________________________________________________________________________
 295 Bool_t AliTPCtrack::PropagateTo(Double_t xk,Double_t rho,Double_t x0) {
 296   //-----------------------------------------------------------------
 297   //  This function propagates a track to a reference plane x=xk.
 298   //  rho - density of the crossed matrial (g/cm^3)
 299   //  x0  - radiation length of the crossed material (g/cm^2)
 300   //-----------------------------------------------------------------
 301   //
 302   Double_t bz=GetBz();
 303   Double_t zat=0;
 304   if (!GetZAt(xk, bz,zat)) return kFALSE;
 305   if (TMath::Abs(zat)>250.){
 306     // Don't propagate track outside of the fiducial volume - material budget not proper one
 307     //
 308     //AliWarning("Propagate outside of fiducial volume");
 309     return kFALSE;
 310   }
 311
 312   Double_t oldX=GetX(), oldY=GetY(), oldZ=GetZ();
 313   //if (!AliExternalTrackParam::PropagateTo(xk,bz)) return kFALSE;
 314   Double_t b[3]; GetBxByBz(b);
 315   if (!AliExternalTrackParam::PropagateToBxByBz(xk,b)) return kFALSE;
 316
 317   Double_t d = TMath::Sqrt((GetX()-oldX)*(GetX()-oldX) +
 318                            (GetY()-oldY)*(GetY()-oldY) +
 319                            (GetZ()-oldZ)*(GetZ()-oldZ));
 320   if (IsStartedTimeIntegral() && GetX()>oldX) AddTimeStep(d);
 321
 322   if (oldX < xk) d = -d;
 323   if (!AliExternalTrackParam::CorrectForMeanMaterial(d*rho/x0,d*rho,GetMass(),
 324       kFALSE,AliExternalTrackParam::BetheBlochGas)) return kFALSE;
 325
 326   return kTRUE;
 327 }
 328
 329 //_____________________________________________________________________________
 330 Bool_t
 331 AliTPCtrack::PropagateToVertex(const AliESDVertex *v,Double_t rho,Double_t x0)
 332 {
 333   //-----------------------------------------------------------------
 334   // This function propagates tracks to the vertex
 335   // rho - density of the crossed matrial (g/cm3)
 336   // x0  - radiation length of the crossed material (g/cm2)
 337   //-----------------------------------------------------------------
 338   Double_t oldX=GetX(), oldY=GetY(), oldZ=GetZ();
 339
 340   //Double_t bz=GetBz();
 341   //if (!PropagateToDCA(v,bz,kVeryBig)) return kFALSE;
 342   Double_t b[3]; GetBxByBz(b);
 343   if (!PropagateToDCABxByBz(v,b,kVeryBig)) return kFALSE;
 344
 345   Double_t d = TMath::Sqrt((GetX()-oldX)*(GetX()-oldX) +
 346                            (GetY()-oldY)*(GetY()-oldY) +
 347                            (GetZ()-oldZ)*(GetZ()-oldZ));
 348
 349   if (oldX < GetX()) d = -d;
 350   if (!AliExternalTrackParam::CorrectForMeanMaterial(d*rho/x0,d*rho,GetMass(),
 351       kFALSE,AliExternalTrackParam::BetheBlochGas)) return kFALSE;
 352
 353   return kTRUE;
 354 }
 355
 356 //_____________________________________________________________________________
 357 Bool_t AliTPCtrack::Update(const AliCluster *c, Double_t chisq, Int_t index) {
 358   //-----------------------------------------------------------------
 359   // This function associates a cluster with this track.
 360   //-----------------------------------------------------------------
 361   Double_t p[2]={c->GetY(), c->GetZ()};
 362   Double_t cov[3]={c->GetSigmaY2(), 0., c->GetSigmaZ2()};
 363
 364   if (!AliExternalTrackParam::Update(p,cov)) return kFALSE;
 365
 366   AliTracker::FillResiduals(this,p,cov,c->GetVolumeId());
 367
 368   Int_t n=GetNumberOfClusters();
 369   fIndex[n]=index;
 370   SetNumberOfClusters(n+1);
 371   SetChi2(GetChi2()+chisq);
 372
 373   return kTRUE;
 374 }
 375
 376 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 377 // MI ADDITION
 378
 379 Float_t AliTPCtrack::Density(Int_t row0, Int_t row1)
 380 {
 381   //
 382   // calculate cluster density
 383   Int_t good  = 0;
 384   Int_t found = 0;
 385   //if (row0<fFirstPoint) row0 = fFirstPoint;
 386   if (row1>fLastPoint) row1 = fLastPoint;
 387
 388
 389   for (Int_t i=row0;i<=row1;i++){
 390     //    Int_t index = fClusterIndex[i];
 391     Int_t index = fIndex[i];
 392     if (index!=-1)  good++;
 393     if (index>0)    found++;
 394   }
 395   Float_t density=0;
 396   if (good>0) density = Float_t(found)/Float_t(good);
 397   return density;
 398 }
 399
 400
 401 Float_t AliTPCtrack::Density2(Int_t row0, Int_t row1)
 402 {
 403   //
 404   // calculate cluster density
 405   Int_t good  = 0;
 406   Int_t found = 0;
 407   //
 408   for (Int_t i=row0;i<=row1;i++){
 409     Int_t index = fIndex[i];
 410     if (index!=-1)  good++;
 411     if (index>0)    found++;
 412   }
 413   Float_t density=0;
 414   if (good>0) density = Float_t(found)/Float_t(good);
 415   return density;
 416 }
 417
 418 void  AliTPCtrack::UpdatePoints()
 419 {
 420   //--------------------------------------------------
 421   //calculates first ,amx dens and last points
 422   //--------------------------------------------------
 423   Float_t density[160];
 424   for (Int_t i=0;i<160;i++) density[i]=-1.;
 425   fPoints[0]= 160;
 426   fPoints[1] = -1;
 427   //
 428   Int_t ngood=0;
 429   Int_t undeff=0;
 430   Int_t nall =0;
 431   Int_t range=20;
 432   for (Int_t i=0;i<160;i++){
 433     Int_t last = i-range;
 434     if (nall<range) nall++;
 435     if (last>=0){
 436       if (fIndex[last]>0&& (fIndex[last]&0x8000)==0) ngood--;
 437       if (fIndex[last]==-1) undeff--;
 438     }
 439     if (fIndex[i]>0&& (fIndex[i]&0x8000)==0)   ngood++;
 440     if (fIndex[i]==-1) undeff++;
 441     if (nall==range &&undeff<range/2) density[i-range/2] = Float_t(ngood)/Float_t(nall-undeff);
 442   }
 443   Float_t maxdens=0;
 444   Int_t indexmax =0;
 445   for (Int_t i=0;i<160;i++){
 446     if (density[i]<0) continue;
 447     if (density[i]>maxdens){
 448       maxdens=density[i];
 449       indexmax=i;
 450     }
 451   }
 452   //
 453   //max dens point
 454   fPoints[3] = maxdens;
 455   fPoints[1] = indexmax;
 456   //
 457   // last point
 458   for (Int_t i=indexmax;i<160;i++){
 459     if (density[i]<0) continue;
 460     if (density[i]<maxdens/2.) {
 461       break;
 462     }
 463     fPoints[2]=i;
 464   }
 465   //
 466   // first point
 467   for (Int_t i=indexmax;i>0;i--){
 468     if (density[i]<0) continue;
 469     if (density[i]<maxdens/2.) {
 470       break;
 471     }
 472     fPoints[0]=i;
 473   }
 474   //
 475 }
 476