05. 位置控制

通过 set_cursor_position 将 Inverse3 光标驱动至目标位置。不同语言的交互模型有所不同——C++ 使用一次性随机目标，Python 使用连续的键盘驱动运动。

学习内容：

• 使用 set_cursor_position 实现位置模式控制
• 同一底层命令对应的两种不同交互模型
• 将目标限制在工作空间球体内——Minverse 使用的半径比 Inverse3 更小
• 设置 工作空间预设，使原点位于工作空间中心

工作流程

C++（随机目标模型）

1. 启动一个后台输入线程，从标准输入（stdin）读取按行缓冲的按键（n、+、-、q）。
2. 打开 WebSocket。在第一帧状态数据到达时，注册 会话配置文件，并设置 configure.preset: arm_front_centered。在球体内生成第一个随机目标（拒绝采样，半径 0.08 m）。
3. 每个周期，向当前目标发送一条 set_cursor_position 命令。光标会平滑地跟随目标——服务端会对速率进行限制并做插值处理。
4. 当用户输入 n 并按 ENTER 时，输入线程会生成一个新的随机目标。+ / - 调整速度；q 退出。

Python（按住移动模型）

1. 打开 WebSocket。在第一帧状态数据到达时，检查 status.calibrated——如果设备尚未校准，则提示用户。
2. 读取 config.type，以选择工作空间半径（minverse 为 0.04 m，其他情况为 0.10 m）。
3. 注册 会话配置文件，并设置 configure.preset: arm_front_centered。
4. 每个周期：轮询键盘状态（W/A/S/D/Q/E），沿每个被按下的轴方向按 SPEED 更新目标位置，将其限制在工作空间球体内，并发送 set_cursor_position。按 R 可将目标重置为原点。

参数

名称	默认值（C++）	默认值（Python）	用途
workspace_radius / RADIUS_INVERSE3	0.08 m	0.10 m（Inverse3）/ 0.04 m（Minverse）	目标球体半径
speed_step / SPEED	0.01 / 每次按键	0.00005 m / 每个周期	每次交互的步长
PRINT_EVERY_MS	—	100	遥测节流（Python）
会话配置文件	co.haply.inverse.tutorials:position-control	相同	用于在 Haply Hub 中标识

校准检查（Python）

Python 变体会从第一帧状态数据开始检查 status.calibrated，如果设备未校准，则提示用户。C++ 变体则假定校准已经完成。

读取的状态字段

• data.inverse3[0].device_id ——用于构建命令
• data.inverse3[0].state.cursor_position ——遥测数据
• （Python，仅第一帧）data.inverse3[0].config.type ——用于在 Inverse3 与 Minverse 半径之间做选择
• （Python，仅第一帧）data.inverse3[0].status.calibrated ——若为 false，则提示用户

发送 / 接收

通信流程

• C++ 运行一个后台 stdin 线程，写入 std::atomic<float> 类型的目标值；WebSocket 线程在每个周期读取这些值。输入 n 并按 ENTER 时，输入线程生成新的随机目标；输入 q 时，两个线程都会退出。
• Python 为单线程异步实现——WebSocket 循环在每个周期轮询键盘状态，并直接更新 position。

Inverse-API 的负载内容相同：第一个周期携带会话配置文件和 configure.preset，后续周期仅携带 set_cursor_position。

Python

单一异步循环。键盘轮询（handle_keys）在每个周期内联运行，不使用线程。config.type 和 status.calibrated 仅在第一帧状态数据中读取一次。

async with websockets.connect(URI) as websocket:
    while True:
        msg  = await websocket.recv()
        data = json.loads(msg)

        if first_message:
            first_message = False
            device_id = data["inverse3"][0]["device_id"]
            radius    = get_workspace_radius(data["inverse3"][0].get("config", {}))
            # Handshake: profile + preset (one-shot)
            request_msg = {
                "session": {"configure": {"profile": {"name": SLUG}}},
                "inverse3": [{
                    "device_id": device_id,
                    "configure": {"preset": {"preset": "arm_front_centered"}},
                }],
            }
        else:
            # Per tick: update position from keyboard (classic polling, not shown), send command
            position = handle_keys(position, radius)
            request_msg = {
                "inverse3": [{
                    "device_id": device_id,
                    "commands": {"set_cursor_position": {"position": position}},
                }],
            }

        await websocket.send(json.dumps(request_msg))

C++ (nlohmann)

双线程模型：后台线程读取 stdin，并写入 std::atomic<float> 类型的目标值；libhv I/O 线程在每个周期运行 ws.onmessage，并读取这些原子变量。

// Shared state written by the stdin thread, read by the ws thread
static std::atomic<float> target_x{0.0f}, target_y{0.0f}, target_z{0.0f};

ws.onmessage = [&](const std::string &message) {
    const json data = json::parse(message);
    if (data["inverse3"].empty()) return;

    json request = {};
    const bool do_handshake = first_message.exchange(false);
    if (do_handshake) {
        request["session"] = {{"configure", {{"profile",
            {{"name", "co.haply.inverse.tutorials:position-control"}}}}}};
        generate_random_target();
    }

    request["inverse3"] = json::array();
    for (auto &el : data["inverse3"].items()) {
        json dev = {
            {"device_id", el.value()["device_id"]},
            {"commands", {{"set_cursor_position",
                {{"position", {{"x", target_x.load()},
                               {"y", target_y.load()},
                               {"z", target_z.load()}}}}}}},
        };
        if (do_handshake)
            dev["configure"] = {{"preset", {{"preset", "arm_front_centered"}}}};
        request["inverse3"].push_back(dev);
    }
    ws.send(request.dump());
};
ws.open("ws://localhost:10001");
std::thread input_thr(input_thread_func);  // stdin reader — writes target atomics
while (running) std::this_thread::sleep_for(100ms);

C++ (Glaze)

相同的双线程模型。命令使用强类型结构体——std::optional<device_configure> 为每台设备保存一次性预设；后续周期中，它会从 JSON 中省略。

// Struct models
struct vec3 { float x{}, y{}, z{}; };
struct set_cursor_position_cmd { vec3 position; };
struct preset_cfg { std::string preset; };
struct device_configure { std::optional<preset_cfg> preset; };

struct device_commands {
    std::string device_id;
    std::optional<device_configure> configure;  // one-shot
    struct commands_t {
        std::optional<set_cursor_position_cmd> set_cursor_position;
    } commands;
};
struct commands_message {
    std::optional<session_cmd> session;         // one-shot
    std::vector<device_commands> inverse3;
};

// Send / receive
ws.onmessage = [&](const std::string &msg) {
    devices_message data{};
    if (glz::read<glz_settings>(data, msg)) return;

    commands_message request;
    const bool do_handshake = first_message.exchange(false);
    if (do_handshake) {
        request.session = session_cmd{ /* profile = position-control */ };
    }

    for (const auto &dev : data.inverse3) {
        device_commands dc{ .device_id = dev.device_id };
        dc.commands.set_cursor_position = set_cursor_position_cmd{
            .position = {target_x.load(), target_y.load(), target_z.load()}};
        if (do_handshake)
            dc.configure = device_configure{ .preset = preset_cfg{"arm_front_centered"} };
        request.inverse3.push_back(std::move(dc));
    }

    std::string out;
    (void)glz::write_json(request, out);
    ws.send(out);
};
ws.open("ws://localhost:10001");
std::thread input_thr(input_thread_func);
while (running) std::this_thread::sleep_for(100ms);

随 SDK 安装程序提供

教程 05 同样随 SDK 一起安装在本地——请在服务安装目录下的 tutorials/05-haply-inverse-position-control/ 中查找。

源代码： Python · C++ · C++ Glaze

相关内容： 控制命令（set_cursor_position） · 挂载与工作空间（预设） · 类型（vec3） · 教程 06（组合）