为提高哈特曼夏克波前传感器（HS-WFS）的光斑质心探测精度以实现光学系统的高精度波前检测，提出了一种有效的质心探测方法。该方法利用非线性滤波和窗口法对整幅光斑图像进行全局处理后，结合中值滤波、三次样条插值和自适应Otsu阈值法对单个光斑进行局部处理。分析了三次样条灰度插值点个数不同，探测精度和计算时间的变化规律。采用该方法探测了含有噪声的光斑图像，其质心探测误差仅为0.0442 pixel，比传统的非线性滤波、Otsu阈值法和探测窗口法探测精度分别提高了91.86%、87.97%和31.79%。对已知波像差的光学系统进行了仿真检测，得到的波前检测精度峰谷(P-V)值为0.0098 λ，精度均方根(RMS)值达到0.0027 λ。结果表明该方法能够提高质心探测精度，可用于高精度光学系统的检测。

激光大气传输会发生波前畸变，为了探测波前，采用哈特曼夏克(H-S)传感器来获取波前信息，采用算法对成像光斑进行质心定位，进而可以达到波前检测的目的。通过质心法对哈特曼夏克波前传感器得到的光斑图像进行处理，进而确定出其质心的位置和算法所需的时间。采用改进的象限法，通过检测光斑的边缘位置，进而确定出一个能将光斑圈住的矩形的大小和位置。根据几何学关系，针对不同位置的光斑采用不同的方法确定质心，进而可以得到质心的位置。通过与质心法对比仿真，结果显示两种算法的质心位置坐标很接近，算法的速度也很接近。