Если полоса яркая, то можно подобрать порог для бинаризации или сделать адаптивную бинаризацию изображения. После этого уже на бинарном изображении применить Canny и среди найденных контуров найти интересующий, отсортировав по размеру. Примеры идут вместе с opencv
Так на этот вопрос можно ответить, только когда попробуешь. По идее opencv оптимизирована неплохо, даже в реалтайме. Не знаю как на счет Arduino, но на слабом смартфоне под андроид подобная задача (даже сложнее) выполнялась за 100 мс примерно. Это 10 кадров в секунду. Но там был не opencv даже, а boofcv (чистая java)