Un uno me semble inadapté au besoin, il faudrait quelque chose qui pedale plus vite et qui a plus de mémoire pour effectuer tout ces traitements en temps quasi réel.
Si vous souhaitez rester sur l’arduino il faudra à mon avis effectuer tous les traitements et calculs sur le PC et envoyer des ordres simples (par la voie série par exemple) à l’arduino.