在未来有人参与的月面活动中,人机联合作业将人的智能与机器智能、机械效能有效整合,将极大提高月球探测和月球基地建设的效率,是未来实现载人月球探测目标的重要手段和作业模式。目前人机协同多以人对机器人的单向、结构化的控制指令为主,在执行非结构化任务中机器人执行任务不确定性对人机交互的效率提出了巨大的挑战。论文提出了一种新型的人机协作模式,构建人机最佳任务配比,建立满足人机信息交互高透明度的协同感知机制,,实现人机效率和效能的最佳协同。论文首先分析了月面探测任务特征,提出了面向月面探测任务的人机协同架构,通过对比传统人机操控方式,提出了新型协同模式运行机制,并详细阐明了协同架构中各功能模块的工作模式。然后提出了基于一种启发式算法的任务分解方法,实现了自主及人工相结合的任务规划,以及任务Petri网的生成;建立了基于合同网的智能任务指派方法;提出了一种基于机器人提问技术的人机信息加工共享机制,基于BDI模型及半观测马尔可夫链模型实现人机信息交互需求的判定,并以月面采矿任务为例,提出了信息交互的范畴和交互方法的选取规则。最后,完成人机协同原型系统搭建,并基于现有的机器人平台进行了实验验证,以论证人机协同架构及关键技术的可行性。