Das Problem ist nicht besonders neu: Winkelmessung eines sich bewegenden Gegentand.
Anforderungen gibt es bei:
- Helikopter (auch Modellbau)
- balancierende Roboter auf 2 Räder
- Raketensteuerung(gab es in der V2)

Lösungen:
- auf nicht schiefen Ebenen sind für Experimente tatsächlich Abstandsensoren im Einsatz
- alles andere was wirklich funktioniert berührt auf dem Kalmanfilter

Letzterer ist ein mathematisch komplexer Filter.
Die Grundlage zur Winkelmessung einer Achse, ist die Kombination von
einem Gyrosensor(Winkelgeschwindigkeit) und einem Beschleunigungssensor.
Ich habe so etwas realisiert. Funktioniert perfekt.

Kommerzielle Lösungen
- Gyrosensoren aus dem Modellbau

Bitte beachte: für jede Achse wird ein paar Gyro/Accelerator-Sensor benötigt.
Für Details habe ich jede Menge Links.

LG RT aus Wien