DE19524842A1 - Vorrichtung zum Erfassen der Relativgeschwindigkeit eines bewegbaren Gegenstandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erfassen der Relativgeschwindigkeit eines bewegbaren Gegenstandes, ins­ besondere eines Sportgerätes, zu einem Umgebungsmedium.

Dem Benutzer derartiger Gegenstände, wie z. B. von Ski, Schlitten, Skibobs, Snowboards, Rennrodler, Motorschlitten, Surfbretter und dergleichen, die im wesentlichen auf oder in Schnee oder Wasser als Umgebungsmedium gleitend oder schwimmend bewegt werden können, ist häufig daran gelegen, Informationen über seine aktuelle Bewegungsgeschwindigkeit bezüglich der Umgebung und gegebenenfalls über weitere Um­ gebungsparameter zu erhalten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß auf zuverlässige und einfache Art und Weise die für den Benutzer interessanten Daten erfaßt und bereitgestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus­ gestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen an­ gegeben.

Durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 kann jederzeit die aktu­ elle relative Bewegungsgeschwindigkeit von der an einem Ge­ genstand angebrachten autarken Vorrichtung und direkt an dem Gegenstand an jedem Einsatzort erfaßt werden, so daß keine weiteren externen stationären Einrichtungen dafür er­ forderlich sind. Die Abtasteinrichtung arbeitet abtast­ sicher, da die Oberfläche des Umgebungsmediums in direktem Kontakt mit einem Gleitkontakt-Teilbereich der Vorrichtung ist. Dadurch werden Meßverfälschungen verhindert, die durch Störeinflüsse in einem Abstand zwischen der Abtastein­ richtung und der Oberfläche des Umgebungsmediums auftreten könnten. Durch die unregelmäßig strukturierte Oberfläche des Umgebungsmediums, auf oder in dem der Gegenstand sich bewegt bzw. gleitet, können zwei Signale bei der Gleit­ bewegung durch Abtastung der Oberflächenstruktur nachein­ ander in etwa an derselben Stelle der Oberfläche erzeugt werden, die einen ähnlichen Signalverlauf haben und für die Oberflächenstruktur charakteristisch sind. Durch aus der Meßtechnik bekannte Auswerteverfahren, z. B. Korrelation, können die zeitlichen Verläufe der beiden Signale ausgewer­ tet und daraus die Bewegungsgeschwindigkeit bestimmt wer­ den. Unter unregelmäßig strukturierter Oberfläche ist dabei nicht nur die in direktem Gleitkontakt mit dem Gegenstand bzw. der Abtasteinrichtung befindliche Oberfläche des Um­ gebungsmediums zu verstehen, sondern ein Oberflächen­ schichtbereich, d. h. ein um ein gewisses Maß in die Tiefe reichender Bereich, der für unterschiedliche Abtasteinrich­ tungen erfaßbar ist, wobei auf unterschiedlichsten Abtast­ prinzipien beruhende Sensoren verwendbar sind. Der beweg­ bare Gegenstand muß jedoch nicht notwendigerweise in Gleit­ kontakt mit der Umgebung, insbesondere einem festen oder flüssigen Untergrund oder Umgebungsmedium sein. Er kann sich auch rollend fortbewegen, die Abtasteinrichtung der Vorrichtung muß jedoch im wesentlichen in Gleitkontakt mit der Umgebung sein.

Die Abtasteinrichtung kann beispielsweise ein Laser-Anemo­ meter sein, wobei der Laser, vorzugsweise ein Halbleiter­ laser, unter Ausnutzung des Doppler-Effekts zur Geschwin­ digkeitsbestimmung verwendet wird, indem eine Frequenz­ ermittlung z. B. mittels einer FFT (Fast-Fourier-Trans­ formation) oder einer PLL-Schaltung (phase locked loop) durchgeführt wird und daraus in bekannter Weise die Geschwindigkeit bestimmt wird.

In einem alternativen Aufbau kann die Vorrichtung ein Pris­ mengitter oder eine CCD-Zeile aufweisen. Die optische Kor­ relation führt am Signalausgang zu einer der Geschwindig­ keit proportionalen Frequenz, die durch bekannte Mittel bestimmt und zur Geschwindigkeitsermittlung verwendet wer­ den kann.

In einer besonders einfachen und gegenüber den beiden vor­ erwähnten Beispielen kostengünstigen und auch gegenüber Umgebungseinflüssen vergleichsweise unempfindlichen Aus­ führungsform weist die Abtasteinrichtung ein optisches System zur Abbildung einer optischen Oberflächenstruktur bei der Signalerzeugung auf. Auch hier gilt, daß eine op­ tisch strukturierte Oberfläche auch einen optisch struktu­ rierten Oberflächenschichtbereich umfaßt, so daß daher auch Strukturen (Schneekristalle, Luftblasen in Wasser oder der­ gleichen), die etwas von der Oberfläche entfernt sind, zur optischen Unterscheidbarkeit beitragen können, wenn sie von dem optischen System erfaßbar und unterscheidbar sind.

Vorzugsweise ist das optische System mit seiner der Ober­ fläche zugewandten Seite bündig zu einer Gleitfläche an einem Gleitkontakt-Teilbereich des Gegenstandes angeordnet. Somit wird die Gleitfähigkeit der Gleitfläche nicht beein­ trächtigt und die Anordnung des optischen Systems unter­ liegt bezüglich den Gleiteigenschaften des Gegenstandes keiner Einschränkung. Wenn die Vorrichtung bzw. das op­ tische System in Wasser eingesetzt wird, kann es auch aus der Gleitfläche hervorstehen oder neben der Gleitfläche angeordnet sein, ohne die Gleiteigenschaften wesentlich zu beeinflussen.

Eine besonders einfache Gestaltung bei dennoch guter Abbil­ dungsqualität erhält man bei Verwendung eines optischen Linsensystems. Beispielsweise können sphärische Linsen ver­ wendet werden, die die Oberfläche auf mehrere Sensoren der Abtasteinrichtung abbilden. Bei entsprechender Anordnung der Sensoren kann nicht nur die Geschwindigkeit in der Hauptbewegungsrichtung, sondern auch ein Richtungsvektor einer davon abweichenden Bewegungsrichtung bestimmt werden.

Zweckmäßigerweise stellt die Gleitfläche des Gegenstandes die Gegenstandsebene des optischen Systems dar, das dann das Bild bzw. die Struktur der Oberfläche besonders deut­ lich und unterscheidbar zur Signalerzeugung in die Bild­ ebene abbildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Linsen­ system der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Zylinder­ linse. Gegenüber einer sphärischen Linse mit einem Brenn­ punkt enthält die Zylinderlinse gleichsam eine Brennlinie, die entlang der Längsachse der Zylinderlinse verläuft. Der Astigmatismus der Zylinderlinse führt zu einer "verschmier­ ten" Abbildung, d. h. zu einer in Richtung der Längsachse der Zylinderlinse verbreiterten Abbildung, wodurch eine zur Hauptbewegungsrichtung des Gegenstandes seitliche Bewegung einen nur geringen Einfluß auf das Meßsignal hat, so daß die Auswertemöglichkeit des Meßsignals nicht wesentlich beeinträchtigt wird.

Zur Erzeugung der beiden Signale können zwei Sensoren auf der Seite der Bildebene des optischen Systems angebracht sein. Sie sind in Richtung der Hauptbewegung des Gegenstan­ des, vorzugsweise in seiner Längsrichtung, im wesentlichen hintereinander in definiertem Abstand voneinander an­ geordnet. Mit Kenntnis dieses Abstandes kann die Auswerte­ einrichtung aus den zeitlichen Verläufen der beiden Signale die Geschwindigkeit ermitteln.

Vorzugsweise sind die Sensoren Photoempfänger, die auf Licht im sichtbaren und/oder IR-Bereich ansprechen, wie beispielsweise Photozellen, Photoelemente oder Photodioden. Aus Kostengründen werden bevorzugt Photoelemente ein­ gesetzt.

Durch Blenden, insbesondere Schlitzblenden, vor jedem Sen­ sor, die vorzugsweise in der Bildebene des optischen Systems angebracht sind, wird die abgetastete Umgebungs­ oberfläche in eindeutig abtastbare optische Strukturen ab­ gebildet.

In Anhängigkeit der Geschwindigkeit und der erfaßbaren Strukturgröße, z. B. einer Korngröße bei Schnee, ergibt sich eine wechselnde Signalfrequenz. Bei der Verstärkung wird die Frequenz auf einen bestimmten Frequenzbereich ein­ gegrenzt, um die nicht verwertbaren Signalbestandteile oberhalb (Rauschen) und unterhalb des bevorzugten Frequenz­ bereiches auszufiltern.

Falls das Umgebungslicht nicht ausreichend ist, um eine für das optische System unterscheidbare Strukturhelligkeit an der Oberfläche bereitzustellen, kann eine Beleuchtungsein­ richtung an der Vorrichtung integriert sein, die durch das optische System die Gegenstandsebene bzw. die Oberfläche des Umgebungsmediums beleuchtet. Die Beleuchtungseinrich­ tung kann eine oder mehrere Leuchtdioden, vorzugsweise IR- Leuchtdioden wegen ihres größeren Wirkungsgrades, auf­ weisen. Wenn die Lichtleistung der Beleuchtungseinrichtung durch eine Regeleinrichtung an die Erfordernisse bzw. das vorhandene Umgebungslicht anpaßbar ist, kann der Strom­ bedarf der Vorrichtung gesenkt werden. Insbesondere bei Stillstand des Gegenstandes, wenn keine Abtastung und somit keine Beleuchtung erforderlich ist, kann die Beleuchtung abgeschaltet werden. Eine besonders vorteilhafte und strom­ sparende Beleuchtungseinrichtung wird durch eine Pro­ jektionseinrichtung geschaffen, die Licht aus der Umgebung in die Gegenstandsebene projiziert. Dafür können Spiegel oder Linsensysteme eingesetzt werden. Vorzugsweise wird ein Lichtleiter verwendet, der für die Lichtzuführung flexibel angeordnet werden kann und sehr störungsunempfindlich ist.

Die Stromversorgung der Vorrichtung erfolgt über Batterien oder Akkumulatoren, jedoch können auch Photoelemente (Solarzellen) an einem Gehäuse der Vorrichtung und/oder an dem Gegenstand angebracht sein, die Strom erzeugen, der insbesondere für die Auswerteeinrichtung und zum Nachladen der Akkumulatoren dient.

Die Komponenten der erfindungsgemäßen Vorrichtung können in einer Baueinheit zusammengefaßt werden. Alternativ können die Abtasteinrichtung, die Auswerteeinrichtung, die Betäti­ gungseinrichtung und die Anzeigeeinrichtung teilweise oder vollständig voneinander getrennt am Gegenstand oder zum Teil auch vom Gegenstand entfernt angeordnet sein, wobei die Verbindung über Leitungen oder drahtlos erfolgen kann. So kann bei einem Skigeschwindigkeitsmesser die Betäti­ gungseinrichtung z. B. an einem Skistock integriert sein und die Anzeige kann im Blickfeld eines Skifahrers angeord­ net sein. Die Signale für die Anzeige können zu einem Empfänger in einem Helm übertragen werden, von wo aus die Anzeige z. B. in eine Skibrille eingespiegelt oder auf ver­ gleichbare Weise dargestellt werden kann.

Die Vorrichtung kann zumindest eine weitere Sensoreinrich­ tung aufweisen, die eine oder mehrere weitere physikalisch erfaßbare Größen aus der Umgebung abtasten kann. Neben der Temperatur der Schneefläche oder des Wassers können z. B. auch Drucksensoren und Beschleunigungssensoren vorgesehen sein. So können Beschleunigungswerte beim Skibobfahren beim Kurvenfahren oder beim Skifahren beim Durchfahren von Sen­ ken erfaßt werden.

Schließlich betrifft die Erfindung einen bewegbaren Gegen­ stand, insbesondere ein Sportgerät wie beispielsweise einen Ski oder dergleichen, der mit einer Vorrichtung gemäß der Ausgestaltung nach einem der Ansprüche ausgestattet ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispiels unter Bezugnahme auf Zeichnungen noch näher er­ läutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht in vergrößerter, teilweise schematisierter und geschnittener Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Anordnung an einem Ski;

Fig. 2 eine schematische Querschnittsansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung mit Blickrichtung von links in Fig. 1; und

Fig. 3 in Draufsicht ein Gehäuse der Vorrichtung mit angedeuteter Blendenanordnung an dem optischen System.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung ist als Geschwindigkeitsmesser für einen Ski 1 ausgebildet. Die Vorrichtung weist eine steife Tragkonstruktion 2 auf, die eine Grundplatte 3 und einen von der Grundplatte 3 senkrecht abstehenden, rohrförmigen, hohlzylindrischen Dom 4 enthält, der zur Anordnung in einer bezüglich einer Skigleitfläche 5 außermittigen, d. h. neben einer Mittelrille 6 (siehe Fig. 2) vorgesehenen Bohrung 7 im Ski 1 vorgesehen ist. Der Dom 4 ist ebenso bezüglich der Längsachse der Grundplatte 3 entsprechend der Anordnung der Bohrung 7 außermittig an der Grundplatte 3 angeordnet (siehe Fig. 2). Die Tragkonstruktion 2 ist an der Skiober­ seite, beispielsweise ca. 30 cm vor einer Skibindung, mit Schrauben 8 befestigt. Die Tragkonstruktion 2 kann mit un­ tergelegten Distanzringen 9 am Ski 1 derart justiert befestigt werden, daß in Abhängigkeit von der Dicke des Skis 1 an der Montageposition der Dom 4 mit der Skigleit­ fläche 5 bündig abschließt.

Die Vorrichtung enthält ein Gehäuse 10, das an der Grund­ platte 3 festlegbar und durch mindestens einen Verschluß 11 an dieser verriegelbar ist. Der Verschluß 11 weist ein Rie­ gelteil 12 auf, das um eine Schwenkachse 13 gelagert ist. Durch eine sich am Gehäuse 10 abstützende Feder 14 ist das Riegelteil 12 in Schließposition vorgespannt (siehe Fig. 1), in der ein Riegelhaken 15 des Riegelteils 12 an der Grundplatte 3 der Tragkonstruktion 2 eingehakt ist.

Das Gehäuse 10 enthält einen Optikträger 16 mit einem plat­ tenförmigen Basisteil 17 (z. B. aus Aluminium), das die Unterseite des Gehäuses 10 darstellt, und mit einem sich außermittig davon senkrecht erstreckenden zylindrischen Tubus 18, der bei an der Tragkonstruktion 2 festgelegtem Gehäuse 10 in dem Dom 4 der Tragkonstruktion 2 paßgenau angeordnet ist.

In dem Tubus 18 ist als ein optisches Linsensystem 19 eine Zylinderlinse 21 integriert, die in einer horizontalen Querbohrung 20 im Tubus 18 angeordnet ist. Eine Durchgangs­ bohrung 22 (oder ein Schlitz) ist vertikal zentrisch in dem Tubus 18 vorgesehen. Am unteren Ende des Tubus 18 ist ein Abschlußteil 23 mit einem Gewinde 24 am Tubus 18 ver­ schraubbar. Das Abschlußteil 23 enthält eine zentrische Längsbohrung 25 und an seiner Unterseite eine lichtdurch­ lässige Abdeckscheibe 26. Ein Dichtring 27 dichtet das Ab­ schlußteil 23 am Dom 4 ab. Durch zumindest eine zwischen­ gelegte Justierscheibe 28 kann beim Festschrauben des Ab­ schlußteils 23 die vertikale Höhenposition der Abdeck­ scheibe 26 bezüglich dem Tubus 18 und somit der Skigleit­ fläche 5 eingestellt werden. Die Abdeckscheibe 26 kann aus kratzfestem Saphirglas oder dergleichen bestehen und kann austauschbar sein, so daß sie bei dennoch auftretendem Ver­ schleiß erneuert werden kann. Oberhalb der Zylinderlinse 21 sind zwei die Bohrung 22 bedeckende Schlitzblenden 29 (siehe Fig. 3) in der Bildebene des Linsensystems 19 paral­ lel benachbart angebracht und mit ihren Schlitzen senkrecht zur Skilängsachse ausgerichtet. Oberhalb jeder der Schlitz­ blenden 29 ist jeweils ein Photoempfänger 30, 31 ange­ bracht, z. B. an einer im Gehäuse 10 angeordneten Leiter­ platte 32 für eine Steuer- und Auswerteelektronik. Zwei IR- Leuchtdioden 33, 34 sind im oberen Bereich des Tubus 18 oder oberhalb davon an der Leiterplatte 32 derart ange­ bracht, daß sie über Bohrungen im Tubus 18 und die Zylin­ derlinse 21 die Schneeoberfläche in der Gegenstandsebene beleuchten. Die IR-Leuchtdioden 33, 34 sind z. B. seitlich auf einer Seite neben den Photoempfängern 30, 31 oder ge­ genüberliegend (siehe Fig. 3, Photoempfänger nicht darge­ stellt) angeordnet. Die Beleuchtungseinrichtung kann auch am Abschlußteil 23 nahe der Gegenstandsebene integriert sein.

In einer alternativen Ausführungsform (nicht dargestellt) wird auf den mit dem Basisteil 17 einstückigen Tubus 18 verzichtet. Statt dessen ist die Zylinderlinse 21 an einer Gewindestange angebracht, die mit dem Basisteil 17 ver­ schraubt und in dem Dom 4 angeordnet ist. Durch die Ver­ schraubung ist sie in ihrer Positionierung einstellbar. Eine Führung sorgt für eine definierte Ausrichtung der Längsachse der Zylinderlinse 21 im wesentlichen senkrecht zur Hauptbewegungsrichtung des Gegenstandes bzw. des Skis.

In dem Gehäuse 10 ist ein Batteriefach 35 zur Aufnahme von Batterien oder Akkumulatoren 36 als Stromversorgung für den Geschwindigkeitsmesser enthalten. Das Batteriefach 35 ist mit einem Deckel 37 verschließbar, durch eine Dichtung 38 am Gehäuse 10 abgedichtet und mit einer Schraube 39 ge­ sichert.

Auf der Oberseite des Gehäuses 10 ist eine Anzeigeeinrich­ tung 40 integriert, die ein unter einer Abdeckplatte 41 angebrachtes LCD-Display 42 zur Anzeige der Geschwindigkeit sowie anderer Funktionen und Daten wie Uhrzeit, Fahrstrecke sowie Statusinformationen (Batterie- oder Akkuladezustand) aufweist. Eine Betätigungs- oder Schalteinrichtung 43 ist ebenfalls an dem Gehäuse 10 angebracht, so daß verschiedene Funktionen und Betriebsmodi der Auswerteeinrichtung steuer- und bedienbar sind. Die Betätigungseinrichtung kann in Form eines oder mehrerer Taster 44 ausgebildet sein, dessen bzw. deren Form zur Betätigung mittels eines Skistockes an eine Skistockspitze angepaßt ist bzw. sind. Das Gehäuse 10 ist aus schlagfestem und kältebeständigem Kunststoff gefertigt.

Alternativ kann die Anzeigeeinrichtung von dem Gehäuse 10 bzw. vom optischen System 19 getrennt am Ski angebracht werden, z. B. im Bereich der Skispitze. Verbindungsleitun­ gen können auf die Skioberfläche aufgeklebt oder vorzugs­ weise schon bei der Skiherstellung im Ski inneren integriert werden.

Durch das optische System 19 bzw. die Zylinderlinse 21 wird das auf der Außenseite der Abdeckscheibe 26 entstehende gleitende Abbild der Oberflächenstruktur des Schnees mit einer konstanten optischen Vergrößerung auf die Ebene der Schlitzblenden 29 projiziert. Die beiden mittensymmetrisch in definiertem Abstand angeordneten Schlitzblenden 29 geben einen kleinen Teil des Abbildes für die beiden dahinter angeordneten Photoempfänger 30, 31 frei. Bewegt sich der Ski 1 senkrecht zur Symmetrieachse der beiden Schlitzblen­ den 29, so entstehen zwei ähnliche, aber zeitversetzte Mo­ dulationssignale in den Photoempfängern 30, 31. Dieser Zeitversatz ist bei bekannter Geometrie ein Maß für die Geschwindigkeit v des Skis 1. Da bereits ein geringer Geschwindigkeitsanteil senkrecht zu v (seitliche Drift oder seitliches Rutschen des Skis) zu deutlich unterschiedlichen Signalen bei einem sphärischen Linsensystem mit punktge­ nauer Abbildung mit entsprechenden Auswertungsproblemen führt, wird vorzugsweise die Zylinderlinse 21 mit den zwei nebeneinander angeordneten Schlitzblenden 29 verwendet. Der Astigmatismus der Zylinderlinse 21 führt zu einer "ver­ schmierten" Abbildung, d. h. zu einer in Richtung der Längsachse der Zylinderlinse 21 verbreiterten Abbildung, wodurch eine seitliche Drift des Skis 1 einen nur geringen Einfluß auf das Meßsignal hat, der die Auswertemöglichkeit des Meßsignals nicht wesentlich beeinträchtigt.

Bei Servicearbeiten am Ski oder bei Nichtbenutzung des Geschwindigkeitsmessers kann das Gehäuse 10 mit dem daran befestigten Optikträger 16 abgenommen werden. Bei eventuellem Nachschleifen des Gleitbelages 5 des Skis 1 wird der Dom 4 mit dem Gleitbelag 5 abgeschliffen. Bei Nichtbenut­ zung des Geschwindigkeitsmessers kann auch ein Verschluß­ zylinder anstatt dem Tubus 18 des Optikträgers 16 in dem Dom 4 befestigt werden, um dessen Hohlzylinder zu füllen und eine ebene Gleitfläche zu schaffen.

In der Auswerteelektronik wird das von den Photoempfängern 30, 31 abgegebene Signal mit im Übertragungsverhalten an­ gepaßten Verstärkern auf das erforderliche Niveau verstärkt und anschließend mit AD-Convertern (ADC) digitalisiert, wobei z. B. eine 12-Bit-Auflösung oder vorzugsweise eine 1-Bit-Auflösung eingesetzt wird. Die Reduzierung auf 1-Bit erlaubt eine schnelle und doch ausreichende Korrelations­ routine. Zu dieser sogenannten Vorzeichen-Digitalisierung wird ein Differenzierglied in Verbindung mit einem Kompara­ tor eingesetzt. Der Zustand des Komparators wird mit be­ kanntem Zeittakt in den Rechner eingelesen und führt zu zwei zeitsynchron gewonnenen Signalarrays. Die Einleserate (Abtastrate) kann dabei zur Optimierung der Auflösung an die momentane Gleitgeschwindigkeit angepaßt werden.

Die Lichtleistung der Beleuchtungseinrichtung (z. B. der Infrarot-LEDs (IR-LEDs), die wegen ihres höheren Wirkungs­ grades gegenüber LEDs im Bereich von sichtbarem Licht be­ vorzugt werden) wird laufend entsprechend dem aktuellen Signalpegel nachgeführt, um den erforderlichen Strombedarf zu reduzieren. Zur Vergrößerung der Batterielebensdauer (bzw. der verlängerten Nutzung einer Akkuladung) kann die Beleuchtung während Meßpausen (z. B. bei Stillstand des Gegenstandes) vollständig abgeschaltet werden. Dieser Op­ timierung der Stromnutzung dient auch das Zuführen von vor­ handenem Umgebungslicht, z. B. mittels lichtleitender Ein­ richtungen, als zusätzliche Beleuchtung in die Objektebene, so daß die erforderliche elektrische Beleuchtungsenergie reduziert wird.

Über den oder die am Gehäuse vorgesehenen Betätigungstaster 44 oder über eine externe Betätigungseinrichtung (z. B. am Skistock oder am Handgelenk) kann z. B. ein Startsignal für eine integrierte Stoppuhrfunktion oder ein Meßpausensignal ausgelöst werden. In einem Geschwindigkeitsprofilmodus wird damit die Darstellung der vorausgegangenen Meßdaten ge­ steuert.

Bei Verwendung von wiederaufladbaren Akkumulatoren 36 kön­ nen diese über elektrisch entkoppelte Kontaktstifte auf­ geladen werden, so daß eine Entnahme der Akkus aus dem Ge­ häuse 10 nicht erforderlich ist.

Mittels einer drahtlosen Kommunikationseinrichtung können die erfaßten Geschwindigkeitsdaten und weitere Daten zur weiteren Bearbeitung auf einen externen Rechner übertragen werden. Zur drahtlosen Kommunikation kann beispielsweise die optoelektronische Schnittstelle mit den Photoempfängern 30, 31 und den Leuchtdioden 33, 34 verwendet werden. Dazu wird das Gehäuse 10 vom Ski abgenommen und mit der Optik­ seite (beim Skitacho mit der Abdeckscheibe 23) gegen einen entsprechenden Empfänger gehalten, der die über die Leucht­ dioden 33, 34 gesendeten Signale aufnimmt. Die optoelek­ tronische Schnittstelle kann ebenso zur Programmierung des Gerätes, insbesondere zur Kalibrierung, verwendet werden.

Die Hauptaufgabe der Auswertung der Meßsignale liegt in der Bestimmung des Zeitversatzes der beiden Eingangssignale. Dabei bietet die verwendete Kreuzkorrelation ein maximales Funktionsergebnis bei bester Übereinstimmung der zu korre­ lierenden Signale. Bei bekannter Abtastrate kann aus der Position des Maximums direkt der Zeitversatz berechnet wer­ den. Mit Kenntnis der Abmessungen des mechanischen bzw. optischen Aufbaus kann hieraus wiederum die aktuelle Ge­ schwindigkeit berechnet werden. Das Integral der Geschwin­ digkeit über die Zeit liefert den zurückgelegten Weg.

Für die ordnungsgemäße Funktion der erfindungsgemäßen Vor­ richtung sollen keine Periodizitäten im Meßsignal auftre­ ten, da sie zu mehreren Maxima führen und die Auswertung erheblich erschweren würden. Das sich aus der Abbildung von Schnee ergebende Signal entspricht in erster Näherung soge­ nanntem weißen Rauschen und ist deshalb für die Korrela­ tionsanalyse bestens geeignet.

Die Digitalisierung der Eingangssignale erfolgt üblicher­ weise in zeitlich exakt definierten Abständen, dem sog. Abtastintervall t_A [s] bzw. dem reziproken Wert der Ab­ tastrate f_A [Hz]. Wird mit konstanter mittlerer Abtastrate und konstanter Feldlänge bzw. konstantem Signalarray (d. h. mit einer konstanten Anzahl von Einzelwerten, die für die Geschwindigkeitsbestimmung verwendet werden) gearbeitet, so werden bei geringer Gleitgeschwindigkeit des Skis auf Schnee wenig Schnee- oder Eiskristalle mit hoher Orts­ auflösung und bei hoher Gleitgeschwindigkeit viele Kristal­ le mit geringer Ortsauflösung erfaßt. Die Korrelations­ funktion ist in beiden Fällen qualitativ nicht optimal. Zur Lösung dieses Problems arbeitet man mit zwar konstanter Feldlänge, jedoch mit daran angepaßter Abtastrate. Bei ge­ ringer Gleitgeschwindigkeit wird mit niedriger Abtastrate und bei hoher Gleitgeschwindigkeit wird mit hoher Abtast­ rate gearbeitet. Als Kriterium zum Festlegen der Abtastrate wird die Anzahl der detektierten Kristalle verwendet. Zu Beginn der Messung wird eine maximale Abtastrate verwendet. Liegt nach dem Erreichen des Endes einer Feldlänge die An­ zahl der detektierten Kristalle unter einem festgelegten Schwellwert, so wird die Abtastrate halbiert und jeder zweite Wert des ersten Meßzyklus wird verworfen. Dieses Verfahren wird bis zum Erreichen des Schwellwertes bzw. der unteren Abtastrate durchgeführt. Das Verfahren sichert bei konstantem Speicherbedarf eine optimale Korrelations­ funktion.

Wesentlich bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Verwen­ dung einer 1-Bit-Auflösung, die eine sehr schnelle Analyse und damit eine hohe Meßrate ohne bedeutende Einschränkungen bei der Meßgenauigkeit erlaubt. Ein Vergleich einer Kreuz­ korrelation mit 1-Bit-Auflösung mit einer Kreuzkorrelation mit 12-Bit-Auflösung hat gezeigt, daß die einfache Vor­ zeichenauswertung (d. h. 1-Bit-Auflösung) zu einer der 12- Bit-Auflösung nahezu identischen Korrelationsfunktion führt. Da der Rechenzeitaufwand stark abhängig ist von der digitalen Auflösung des Meßsignals, liegt er bei der 1-Bit- Auflösung, da er direkt proportional ist zur Anzahl der zu korrelierenden Punkte, somit um ein Vielfaches unter dem für die 12-Bit-Auflösung erforderlichen Aufwand (Integer­ multiplikation im Vergleich zu UND-Operationen).

Wichtig für die Qualitätskontrolle der Einzelmessungen sind Plausibilitätskontrollen sowie eine gezielte Ausblendung von Fehlstellen, wie z. B. Abhebephasen des Skis oder die Erkennung von Stillstand. Bei einer Fehlstelle können im wesentlichen trotz ausreichender Beleuchtung keine Hell- Dunkel-Informationen oder lediglich eine für die Korrela­ tion zu geringe Anzahl davon eingelesen werden können. Als weitere Kriterien für die Qualitätskontrolle können der gleitende Mittelwert sowie das Differential der letzten Meßwerte dienen. Eine Analyse der Korrelationsfunktion wiederum erlaubt eine Aussage über die Qualität jeder Ein­ zelmessung. Minderwertige Ergebnisse der Geschwindigkeits­ messung können somit verworfen werden. Nur statistisch aus­ reichend gesicherte Ergebnisse werden angezeigt.

In einer Ausführungsform werden über Sensoren zusätzliche Informationen ermittelt. So ist z. B. zur Temperaturmessung der Schneefläche im Dom ein thermosensitiver Geber, vor­ zugsweise ein Heißleiter (NTC-Thermistor), eingebaut. Der Kontakt mit der Schneefläche über das Gehäuse erlaubt auf einfache Weise die Bestimmung der Schneetemperatur. Das elektrische Signal wird digitalisiert und über eine Anzeige wird die Temperatur dargestellt. Bei bekannter Temperatur kann ein für die Gleitfähigkeit des Skis optimales Wachs gewählt werden. Zusätzlich läßt sich ein Temperaturprofil über eine Abfahrtsstrecke ermitteln und zur Wiederverwen­ dung speichern.

Die Laufeigenschaften eines Skis werden wesentlich von der Art des auf die Gleitfläche aufgetragenen Wachses bestimmt. Die zu wählende Wachssorte muß auf die Schneeverhältnisse, insbesondere auf die oben erwähnte Schneetemperatur und die Schneekorngröße, abgestimmt sein. Für die Festlegung einer Lawinengefahr ist ebenso die Kenntnis der Schneekorngröße im Schneeprofil wesentlich. Die Korngröße kann durch Ana­ lyse des Eingangssignals ohne weitere optische Hilfsmittel (wie z. B. ein Mikroskop) bestimmt werden. Dazu unterzieht man das elektrische Eingangssignal einer Spektralanalyse, wobei bevorzugt die Fast-Fourier-Transformation (FFT) ver­ wendet wird. Unter Berücksichtigung der ermittelten Ge­ schwindigkeit kann auf diese Weise direkt die Korngrößen­ verteilung errechnet werden. Zur Erhöhung der Meßgenauig­ keit können mehrere Analysen ermittelt werden.

Die Vorrichtung kann in einer Prüfsonde zur Bestimmung einer Lawinengefahr eingebaut sein. Die Prüfsonde ist z. B. ein länglicher stabförmiger Gegenstand, der in etwa senk­ recht zur Schneeoberfläche oder zur Schneeschichtung in den Schnee bewegt wird. Durch die oben beschriebene Auswertung kann die Schneekorngröße über die Schneetiefe erfaßt und dargestellt werden. Daraus lassen sich Schichten mit spezi­ fischer Schneekorngröße, die gegebenenfalls auf eine Lawi­ nengefahr schließen lassen, ermitteln. Ein solche Prüfsonde kann ein Skistock sein, so daß ein Skifahrer jederzeit eine Einrichtung zur Beurteilung einer Lawinengefahr mit sich führen kann.

Eine im Aufbau vergleichbare Ausführungsform eines Ge­ schwindigkeitsmessers kann bei Surfbrettern oder anderen Wasserfahrzeugen eingesetzt werden. Die optische Einheit ist wie bei der Skimontage bündig mit der Unterseite des Surfbretts zu montieren. Da zur Signalgewinnung eine struk­ turierte Gleitoberfläche erforderlich ist, müssen z. B. durch einen Injektor Luftblasen im Wasser vor der Meßoptik erzeugt werden, die die detektierbare Struktur für die Mes­ sung darstellen. Statt des Injektors können auch Strömungs­ abrißkanten vor der Meßoptik vorgesehen sein.

Für ein Boot ergibt sich eine vergleichbare Anwendung. Der optische Teil wird bündig, z. B. in einer Bohrung der Boot­ wand, mit der Bootsaußenseite angebracht. Die Anzeigeein­ heit kann im Schiffsinneren angeordnet sein. Die wasser­ dicht gekapselte Vorrichtung kann auch als selbständige Einheit außen am Boot angebracht sein, so daß die Bootswand nicht durchbohrt werden muß.

Bei einer weiteren Anwendung kann beim Skispringen die Geschwindigkeit gemessen werden, sobald Gleitkontakt zwi­ schen Ski und Untergrund besteht. Mittels eines Beschleuni­ gungssensors kann der exakte Aufsetzzeitpunkt durch Erfas­ sen der dabei auftretenden Erschütterung bestimmt und auf­ gezeichnet, gegebenenfalls auf eine Anzeigeeinrichtung übertragen werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Abtasteinrichtung kapazitive Sensoren anstatt der vorher beschriebenen optischen Photoempfänger auf. Der we­ sentliche Vorteil dieser Variante liegt in der verdeckten Anbringungsmöglichkeit der Sensoren. Die Kondensator­ elektroden können bei der Herstellung im Inneren des Skis hinter der Skigleitfläche angebracht werden, ohne daß ein direkter, die Skigleitfläche unterbrechender Kontakt des Sensors zur Schneefläche erforderlich wäre. Ebenso ist keine nachträgliche Beschädigung (z. B. Durchbohrung) des Gegenstandes erforderlich. Vorzugsweise wird ein Differen­ tialkondensator mit zwei im Hochfrequenzbereich arbeitenden Oszillatoren verwendet. Gleitet ein mit kapazitiven Sen­ soren ausgerüsteter Ski über Schnee, so führt die statistisch schwankende Dielektrizitätskonstante von Schnee zu leichten Verstimmungen der beiden Oszillatoren, wobei durch Einsatz der Hochfrequenz-Mischertechnik nieder­ frequente Differenzfrequenz-Signale erzeugt werden können. Die Auswertung dieser niederfrequenten Signale erfolgt wiederum mittels Kreuzkorrelation. Ansonsten entspricht der Aufbau der Vorrichtung und die Auswertung dem Beispiel mit dem optischen Linsensystem.

Gemäß einer Abwandlung können zwei kammartig ineinander­ greifende Fingerkondensatoren unter dem Skigleitbelag an­ gebracht sein, wobei die Finger im wesentlichen senkrecht zur Hauptbewegungsrichtung ausgerichtet sind. Aus dieser Kondensatoranordnung ist bei Gleitbewegung des Skis eine der Geschwindigkeit proportionale Frequenz ableitbar. Der Vorteil liegt in der Reduzierung der Auswertung auf eine Frequenzbestimmung. Durch die großflächige Sensorausführung wird ein größerer "Bildausschnitt" der Schneeoberfläche bewertet, Verschmutzungen und dergleichen stören folglich weniger.

Claims (54)

1. Vorrichtung zum Erfassen der Relativgeschwindigkeit eines bewegbaren Gegenstandes, insbesondere eines Sportgerätes, zu einem Umgebungsmedium, dadurch gekennzeichnet, daß
die Vorrichtung zur Anordnung an dem Gegenstand vorgesehen ist und bei bewegtem Gegenstand mit einem Teilbereich in Gleitkontakt mit dem Umgebungsmedium ist, und daß sie enthält:
eine Abtasteinrichtung, die an dem Gleitkontakt-Teil­ bereich eine unregelmäßig strukturierte Oberfläche des Umgebungsmediums abtastet und zumindest zwei eine Strukturänderung der Oberfläche charakterisierende Signale erzeugt, und
eine Auswerteeinrichtung, die die zeitlichen Verläufe der beiden Signale auswertet und daraus die Geschwindigkeit des Gegenstandes bestimmt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung ein Laser-Anemometer, ein Prismengitter, eine CCD-Zeile oder ein optisches System (19) zur Abbildung einer optischen Struktur bei der Signalerzeugung aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (19) umgebungs­ seitig bündig zu einer Gleitfläche (5) des Gegenstandes (1) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System (19) ein Linsen­ system (21) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche (5) die Gegenstandsebene des optischen Systems (19) bildet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Linsensystem (21) als Zylinder­ linse (21) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Bildseite des optischen Systems (19) zwei Sensoren (30, 31) in der Hauptbewegungsrichtung des Gegenstandes (1) in etwa hintereinander in definiertem Abstand zur Erzeugung der beiden Signale angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (30, 31) Photoempfänger wie Photozellen, Photoelemente, Photodioden oder CCD-Elemente sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor jedem Sensor (30, 31) eine Blende (29) angebracht ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (29) eine Schlitzblende (29) mit in etwa parallel zur Längsachse der Zylinderlinse (21) ausgerichtetem Schlitz ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale elektrisch verstärkt werden, wobei durch eine Bandbegrenzung die für die Auswertung erforderlichen Signalbestandteile bevorzugt werden.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die analogen Signale digitalisiert und in Binärform einer Rechnereinheit der Auswerteeinrichtung zugeführt werden.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale mit 1-Bit-Auflösung digitalisiert werden.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung einen Zeit­ versatz zwischen den beiden Signalen bestimmt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitversatz mittels Kreuzkorrelation bestimmt wird.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Beleuchtungs­ einrichtung am optischen System (19) zum Beleuchten der Gegenstandsebene bzw. der Oberfläche des Umgebungsmediums aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung zumindest eine Leuchtdiode (33, 34), insbesondere eine Infrarot-Leuchtdiode, enthält.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lichtleistung der Beleuchtungseinrichtung regelbar ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinrichtung eine Projektionseinrichtung zum Projizieren von Umgebungs­ licht in die Gegenstandsebene aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionseinrichtung einen Lichtleiter aufweist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastrate, mit der die Signal­ erzeugung vorgenommen wird, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Gegenstandes (1) regelbar ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß bei fehlender Signalerzeugung mangels Strukturänderung der Oberfläche des Umgebungsmediums ein Sparbetrieb der Vorrichtung zur Reduzierung des Strom­ verbrauchs aufgenommen wird.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein abdichtbares Gehäuse (10) aufweist.

24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) an einer Tragkonstruktion (2), die fest an dem Gegenstand (1) angebracht ist, festlegbar und mit einer Verschlußeinrichtung (11) verriegelbar ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) Anschlüsse zum Laden von Akkumulatoren (35) der Stromversorgung und/oder zur Datenübertragung an eine externe Auswerteeinheit aufweist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß in der Auswerteeinrichtung gespeicherte Meßwerte über eine optoelektronische Schnittstelle, enthaltend die Photoempfänger (30, 31) und die Leuchtdioden (33, 34), an einen externen Empfänger übertragbar sind.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Betätigungs­ einrichtung (43) zum Einstellen von unterschiedlichen Funktions- oder Auswertearten aufweist.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (43) mindestens einen Schalter oder Taster (44) am Gehäuse (10) aufweist.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß Zusatzfunktionen in der Auswerte­ einrichtung integriert sind, insbesondere eine Stoppuhr- Funktion und/oder eine Geschwindigkeitsprofilerstellung und -speicherung und/oder eine Darstellung des zurückgelegten Weges.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Anzeigeeinrichtung (40) mit zumindest einem alphanumerischen Display (42) aufweist.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung (40) an einer einem Benutzer bzw. Betrachter zugewandten Seite des Gehäuses (10) angeordnet ist.

32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß Photoelemente am Gehäuse (10) und/oder an einer Umgebungslicht ausgesetzten Seite des Gegenstandes (1) angeordnet sind, um eine Stromversorgung für die Vorrichtung, insbesondere zum Nachladen von Akkumulatoren, bereitzustellen.

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß eine lichtdurchlässige Abdeckscheibe (26), die das optische System (19) zur Oberfläche des Umgebungsmediums hin begrenzt, aus widerstandsfähigem Material, insbesondere aus Saphirglas besteht.

34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckscheibe (26) austauschbar ist.

35. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Auswerteeinrichtung Plausibilitätskontrollen der Einzelmessungen durchführbar sind.

36. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegbare Gegenstand (1) ein Wintersportgerät, insbesondere ein Ski, Snowboard, Schlitten, Rennrodler oder Motorschlitten und das Umgebungsmedium Schnee, Eis oder dergleichen ist.

37. Vorrichtung nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkonstruktion (2) beim Nachschleifen eines Skigleitbelages am Ski (1) verbleibt.

38. Vorrichtung nach Anspruch 36 oder 37, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (44) der Betätigungs­ einrichtung (43) an eine Skistockspitze angepaßt ist.

39. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung von der Betätigungs- und/oder der Anzeigeeinrichtung (43 bzw. 40) am Gegenstand bzw. Ski (1) getrennt angeordnet, jedoch über eine Signalübertragungseinrichtung mit dieser oder diesen verbunden ist.

40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs- und/oder die Anzeigeeinrichtung (43 bzw. 40) am Skistock oder an einer tragbaren, insbesondere am Handgelenk tragbaren Einrichtung angebracht ist.

41. Vorrichtung nach Anspruch 39 oder 40, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung benachbart zur Gleitfläche des Gegenstandes, insbesondere am Skiende, angebracht ist.

42. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand ein in Wasser als Umgebungsmedium bewegbarer Gegenstand, insbesondere ein Surfbrett, ein Boot oder ein Unterwasserfahrzeug ist.

43. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 42, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Hauptbewegungsrichtung am Gegenstand oder der Vorrichtung vor der Abtasteinrichtung eine Einrichtung zum Erzeugen einer optischen Struktur im Umgebungsmedium angeordnet ist.

44. Vorrichtung nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Erzeugen einer optischen Struktur ein Injektor und/oder eine Abrißkante zur Erzeugung von Blasen oder Wirbeln in Wasser ist.

45. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 44, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Temperatursensor zum Erfassen der Temperatur des Umgebungsmediums aufweist.

46. Vorrichtung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatursensor an der Abtasteinrichtung integriert ist.

47. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 35 bis 46, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Auswerteeinrichtung eine Korngröße der Schneestruktur bestimmbar ist.

48. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 47, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenstand eine Prüfsonde ist, die bei einer Bewegung durch eine Schneeschichtung mit ihrer Abtasteinrichtung ein Schneeprofil abtastet und mit der Auswerteeinrichtung eine Korngrößenverteilung über das Schneeprofil erstellt.

49. Vorrichtung nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfsonde ein Skistock ist.

50. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung kapazitive Sensoren zur Erzeugung der Signale durch Abtasten einer Änderung der dielektri­ schen Kapazität des Umgebungsmediums, insbesondere von Schnee, aufweist.

51. Vorrichtung nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitiven Sensoren im Ski (1) unter der Gleitfläche (5) angebracht sind.

52. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 51, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist, die zumindest eine weitere physikalische Größe, die für die Umgebung oder den momentanen Zustand des Gegenstandes charakteristisch ist, aus der Umgebung des Gegenstandes detektiert und daraus ein entsprechendes Sensorsignal erzeugt.

53. Vorrichtung nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor ein Druck- und/oder Beschleunigungssensor ist.

54. Bewegbarer Gegenstand, insbesondere Sportgerät, dadurch gekennzeichnet, daß er mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 53 ausgestattet ist.