Средства и методы разработки

Задачу я разделил на VISION и CONTROL. Сначала выше я описывал трудности Control с использованием FSM. В сообщении чуть на которое вы ответили - я описал существующие трудности ещё и с Vision. 

О "зрении".

Задача эта в идеализации одномерна, существует лишь расстояние до некоторой формы на которую целится фазовый лазерный дальномер, а затем в найденной форме, в некоторой её точке извлекается искомое расстояние.

Часть "зрения" в одном варианте использовала идеализированную модель. Эта ветка разработки пока что приостановлена из-за медленного прогресса и переключена на "хак", банальное вырезание объекта просто по контурам (на контурах резкий скачок расстояния). Всё правильно пишете о валидации. Основная проблема зрения здесь это выделение или опознание требуемого контура сканируемого объекта.

Однако остается и поднятая сначала проблема control (управления).

Именно тут и были описываемые выше сложности. Пока что вижу либо а) дальнейшее усовершенствование автомата управления

(это конечно не всё, все что тут описано сильно идеализировано, есть как минимум еще несколько второстепенных датчиков и нужно как минимум управлять скоростью и учитывать приближение-удаление объекта,

тут всё постоянно двигается)

либо б) применение матметодов (обучения, нейронных сетей) в задаче управления.

Первым делом я читал о наведении боеголовок на цель, литература есть.

В максимальном упрощении задача выглядит так:

1. Сканируй (промерь) все расстояния, сделай "развертку" → результатом будет банальная "функция", массив расстояний.

2. В функции расстояний (в таблице, массиве) выполни задачу поиска: найди, опознай требуемый заданный силуэт (shape, контур, фрагмент функции, массива, ). Эта задача решается кросс-корреляционно.

3. Нацелься в найденное место. Считай оттуда расстояние.

И либо:

Адаптивная/итеративная задача наведения: Удерживай определенное место, постоянно целься туда (ведет к небольшим ресканам, рекурсивным, выясняя насколько сдвинулся найденный фрагмент)

Либо:

Проделай пункты 1-2-3 заново (долго).

Вся задача - петля обратной связи, задача наведения (и удержания). Как у ракеты, да.

Так-то вполне обычная задача робототехники.

О зрении есть идеи усовершенствовать его камерой, нейронными сетями.

С управлением пока не знаю, но глядя на прогресс робототехники, например робособак и летающих дронов, очевидно что программирование алгоритмов управления робота вручную это тупиковое направление.