Ganz unabhängig davon, ob hier ein PID Regler eingesetzt wurde oder nicht, vermute ich bei dem von Dir verlinkten Video eine komplexere Kombination von Regelung und Steuerung.
Ich würde vermuten, dass auf einer Geraden eine Regelung insoweit realisiert wird, dass der Robot versucht, die Linie möglichst mittig zu befahren. Das ist insoweit relativ einfach, weil die Linie keine echten Kurven hat. Erkennt der Robot eine Abzweigung, Kreuzung oder einen Knick und will dort die Richtung wechseln, dann wird diese Regelung kurzzeitig ausgeschaltet und ein (vorher ausprobierter und optimierter) 90°-Knick in die entsprechende Richtung gefahren (respektive 180° Knick bei einer Sackgasse). Danach wird wieder auf die Regelung auf die Linienmitte geschaltet bis zum nächsten Abbiegevorgang.
Interessant wäre das Verhalten des selben Roboters in einem Labyrinth mit Abzweigungen, die nicht im 90° Winkel sind oder mit stark gebogenen Linien oder auch nur auf einem rutschigerem Boden. Ich vermute, er würde sehr schlecht aussehen. Man kann also den Algorithmus stark auf die schon bekannten Eigenschaften der Aufgabe abstimmen.

Wenn der Roboter nach dem Lernen die zu fahrende Strecke bereits kennt, kann er längere Geradenstücke mit höherer Geschwindigkeit fahren, er kennt ja die Lage der zukünftigen Knicke, vor denen er rechtzeitig bremsen muss. Die Realisierung aller dieser relativ komplexen Vorgänge ist eigentlich nur softwaremäßig möglich - wenn es nur darum geht, einer (geraden oder gebogenen) Linie zu folgen wäre das auch ohne MC also mit einem relativ einfachen Regelkreis möglich.

Mehrere Sensoren: Für die Regelung in Linienmitte wird man aus den einzelnen Sensorwerten einen Wert errechnen den man "Abweichung von der Mitte" nennen könnte - je nach Vorzeichen ist die Abweichung dann nach links oder nach rechts. Dadurch gewinnt man eine Eingangsgröße als Eingangswert für den Regler. Für diesen Zweck müsste man tatsächlich nicht alle Sensoren abfragen, sondern nur die unter denen die Linie ist (das weiss man ja etwa von der letzten Abfrage). Damit man aber keine Abzweigungen verpasst, wird man trotzdem wahrscheinlich immer alle ansehen müssen. Um eine Sackgasse von einer Unterbrechung der Linie zu unterscheiden wird man am einfachsten an eienm Linienende nocht ein paar Zentimeter weiterfahren, bevor man kehrtmacht.

Falls Du es noch nicht gesehen hast: im Wissensbereich gibt es einen Artikel Regelungstechnik: http://www.rn-wissen.de/index.php/Regelungstechnik
Das beantwortet vielleicht auch die eine oder andere Frage (oder hilft, künftige Fragen konkreter zu stellen).