اول اینکه scale تصاویر چه تصویر مرجع و چه تصویر که جستجو می کنید باید برابر باشه چون cv::matchTemplate برای این دست از مسایل استفاده میشه مثلا زمانی که در یک resolution مشخص کار می کنید. برای پوشش دادن مقدار کم تغییرات در تصاویر می تونید تصویر را با استفاده از فیلترهای پایین گذر نرم کرده که همپوشانی بیشتری داشته باشند.
برای مقایسه هم بهتره از تصویر لبه یابی انجام بدید که در اینجا و اینجا توضیح داده شده است که هر کدام بهتر جواب را داد همان را استفاده کنید.
علاوه بر روش بالا که دقت خوبی داره می تونید cv::matchTemplate را برروی تصویر رنگی اعمال کنید و نتیجه بدست آمده از آن را با نتیجه روش بالا تلفیق کنید.