一种轨道激光测量装置光斑中心的定位算法，包括：输入原始图像；对原始图像经过级联滤波器去噪，并采用高斯核函数平滑获得预处理图像；确定灰度图像阈值区间；获得非均分阈值区间二值化图像；基于Hough变换计算光斑中心；进行K‑mean聚类分析计算获得聚类中心；采用BP神经网络转换为真实坐标。本发明从光斑实际灰度分布出发，进行图像预处理，采用OTSU算法和最大光强确定阈值区间，进行非均匀阈值分割，使截面二值化光斑图像更好的反映其分布特性，为聚类分析提供光斑中心簇样本，同时截面二值化光斑图像中心的提取结合质心法、圆拟合法分别确定初始中心和初始半径，极大减小计算量，便于现场参数调试，且中心提取精度更优。