A esa distancia ... y por lo que vos queres me suena mas a otra cosa... Me suena a lo que utilizan las automotrices para digitalizar el contorno de un auto y ellos detectan la variación del contorno, pero lo hacen proyectando luz con lineas negras y captandolo con una camara. Me parece que es un poco excesivo irse a ese extremo

Pero a esa distancia lo unico que se me ocurre es que sea optico.. El problema de lo optico es que necesitas un "reflejo" ya que no puede ser pasante como una barrera (una barrera solo detectaria 1 objeto, a pesar si tenes 2 o 1 rueda.
Utilizar ultrasonido no creo que sea lo mejor, ya que deberia ser muy preciso y no abrirse demasiado el haz de sonido, de igual forma que con el optico dependiendo de el angulo de rebote va a ser posible o no detectarlo. Y agregarle algo al auto en este caso no creo que sea tu cometido.
Pienso que todo va a depender de donde se encuentre el objeto. Ejemplo (Visto de arriba, los "|" delimitan por donde pasan las ruedas) :
Laser+Detector Punto de Reflejo Laser+Receptor
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| Rueda Delantera |
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| Rueda Trasera |
Con 4 "laser" + sus receptores, calibrados para que reboten sobre esos puntos de reflejo. Podrias poner el auto y detectar las 4 gomas de forma correcta. A tu distancia requerida. Si fuera una barrera podrias detectar solo 2. Pero esto es muy particular como para lo que estas pidiendo.
Y creo que estas pidiendo algo mucho mas general, Lo cual involucra demasiadas variables, ya que depende de la forma/color/material/etc