Список подходов можно посмотреть в
вики.
Ближайшие соседи бывают разные: ближайший для конкретной точки или ближайшие 2 точки по всему объёму. Кроме того, важны требования по быстродействию и объёмы данных: если вам не нужен 100% точный результат, то есть много методов, ищущих хорошее приближение. Так, в библиотеке
flann есть неплохие реализации таких алгоритмов на базе
kdtree, которые справляются с размерностями гораздо больше, чем 6.
Из альтернатив есть
LSH, но для такой размерности я бы в первую очередь смотрел на деревья.