本发明涉及一种基于多模板的单目标检测方法，属于图像处理领域。该方法包括：S1：获取同一检测目标各个场景下对应目标的模板图像；S2：形成和选取多模板图像；S3：根据实际应用场景，采用图像金字塔处理方法对待检测图像进行图像增强处理；S4：利用多尺度模板匹配方法对模板图像和待检测图像进行粗匹配运算，得到初步匹配结果；再对模板图像和待检测图像进行旋转匹配，进一步得到细化的匹配结果；最后对细化的匹配结果进行相似度排序，得到更为准确的匹配结果。本发明能实现快速、稳定、高精度的定位和识别。