Вижу решение задачи двумя ступенями:
Если не известно где объект стоит, то наводимся на него грубо по камере. А потом 3-мя точными лазерными дальномерами хорошо разнесенными меряем что у нас и как. Вроде как тут, но вместо камер дальномеры поставить
http://roboforum.ru/download/file.php?id=17737 Хотя гранитную плиту здоровенную под эту всю установку нужно.. ибо усе вибрирует в этом мире точность хотят хорошую.
Либо платформа, перемещаемая, вращающаяся, и 3 х ( камера точная + лазерная сетка ) для определения куда мы поставили объект на платформе. и усе, расстояния и углы мы знаем, добавляем в вычисления компенсацию температурных расширений материалов, и получаем точные позициию
Имхо: для таких расстояний и заданной точности "Расстояние между камерой и объектом не более 1.5 метра. Требуемая точность по позиции +-0.25мм и 0.1 градус по ориентации камеры", неизвестной геометрии и материале объекта бюджет в 5000$ как то скромненько... хотя +-0.25 - эт погрешность в 0.5 мм...хм...