Also ich würde mir da nicht so viele Gedanken machen. Ein großer, starker Akku, die Motoren werden direkt aus dem Akku versorgt und die Elektronik wird über einen Fixspannungsregler (7805 oder irgendein Low-Drop) versorgt. Wenn man genügend Abblockkondensatoren vorsieht ist das kein Problem.
Man kann auch DC/DC-Wandler statt den Fixspannungsreglern wählen, allerdings würde ich das eher tun um die Verluste niedrig zu halten, als um die Stromkreise zu entkoppeln. Wenn man sich mit Abblockmaßnahmen nicht so gut auskennt, kann es sein das man sich durch DC/DC-Wandler mehr Probleme einhandelt als man vorher hatte. Nur wenn eine galvanische Trennung von Stromkreisen notwendig ist, kann man die Versorgungsspannungen durch entsprechende DC/DC-Wandler trennen.

Und noch was: Wenn du die Sharp-Sensoren als "schmutzige Verbraucher" bezeichnest musst du auch jedes digitale IC und jeden Mikrocontroller sowieso als solche bezeichnen weil die wahrscheinlich sogar noch wesentlich mehr Störungen auf der Versorgungsspannung verursachen als der Sharpsensor. Deine Aussage hat mich nämlich neugierig gemacht und deswegen hab ich mir mal die Rückwirkungen eines Sensors (GP2D12) auf die Versorgungsspannung mit einem Oszi angesehen. Das sind wenige mV bei 5V Versorgung die fallen bei billigen Messgeräten wahrscheinlich nicht mal auf. Leider hab ich kein DSO sonst hätte ich dir gezeigt wie gering die Störungen sind.