Блин, да ну просто же все. Организуете цикл, при пересечении двух датчиков, фиксируете либо вход, либо выход. В зависимости от того, какой датчик сработал первым.
В качестве датчиков можно использовать: пару ик-излучатель / приемник, как вы сами написали, пару лазер / фотодиод. Или ультразвуковой дальномер.