为获得均匀光照，提高视觉测量系统图像的品质，对前置对称安装的矩形发光二极管(LED)光源布置问题进行了研究。考虑到解析法要求光轴与辐照面法线平行，提出采用优化的方法布置光源。根据光源的结构特征，以方差作为主要指标，建立优化目标函数。考虑到目标函数的非凸性，采用模拟退火算法（SA）对问题进行求解。搭建实验平台对照度分布进行了测量，考察均匀度在95%以上的区域，优化方法的结果与实验结果基本一致，误差在4%以内。结果表明，确定的优化目标合理，提出的光源优化布置方法有效。